Файл: Неразрушающие методы контроля металлов на тепловых электростанциях..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 37

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При полуколичественном спектральном анализе с по­

мощью стилоскопа концентрация элемента примеси в сплаве определяется визуально по относительной интен­ сивности аналитической пары, для которой известно соот­ ношение между значениями относительной интенсивнос­

ти

концентрацией примеси. Для

анализа Охиспользуется.

 

04 '

Ocx

O4

Orr

0∙⅛

 

&

≈∙

 

 

 

 

'-X

хЭ

x*C

 

 

о->

⅛

n^j

 

 

 

 

Oj

 

о

 

 

lΛ>

 

Cx

г

$

Фиолег. Синай

Голубоіі

Зеленый.

Желтый Оранж. чрасныи

МП Ш ■

Crn

мип МОП

NbU СгГ

NbI

Mnv

Рис. 2. Видимая область спектра.

видимая область спектра с рабочим интервалом 390—

670 нм (рис. 2).

Визуальный метод спектрального анализа позволяет

производить как качественный анализ сплавов, при ко­

тором определяется наличие элемента примеси, так и

полуколичественный, при котором концентрация элемен­

та определяется приближенно с относительной погреш­

ностью 10—20%. Более точное определение относитель­

ной интенсивности аналитических пар линий при коли­ чественном анализе производится при помощи фото-

метрирования соответствующих линий спектрограмм,

полученных на спектрографах или непосредственной

фотоэлектрической регистрацией. При количественном

спектральном анализе используется ультрафиолетовая и видимая область спектра в интервале длин волн

200—600 нм.

2. КАЧЕСТВЕННЫЙ И ПОЛУКОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Для качественного и полуколичественного определе­

ния химического состава сталей и сплавов цветных ме­ таллов непосредственно на изделиях применяются CTH-

лоскопы СЛП-1 и СЛП*. -2

* Малогабаритный переносный стилоскоп СЛП-4 в условиях монтажа и ремонта не нашел применения вследствие малой разре­

шающей способности.

9

Принцип действия стилоскопбв следующий. Между

электродом стилоскопа и анализируемым изделием воз­

буждается дуга пли искра, вследствие чего межэлект­ родный промежуток заполняется парами электрода и

анализируемого изделия. Свет от газообразного облака

направляется через узкую щель и диспергирующие при­ змы в окуляр стилоскопа. В наблюдаемом через окуляр спектре видны линии материала электрода, основы спла­ ва и его примесей.' По наличию и интенсивности свече-

МОП л = 6050,66 А

,, 6050

1 Г I I II

 

 

 

ЗМиШ

 

2VIV

JVIV

 

 

 

 

 

 

 

 

2МпШ

 

 

 

 

 

 

6 Fe

 

 

Железный электрод

1МпШ

5 Fe

Медный,

электрод

Содержа­

Линии

3Fe

Содержа­

Линии

ѴГѴ

ние, %

сравнения

МОП

ние, 0Zo

сравнения

0,15

 

M0∏ = 3

 

0,25

 

M0∏=3

 

 

 

 

0,17-0,30

M0∏>JiM0∏≤5

 

 

0,30

 

MθH>5 ; Mo∏<g

 

 

 

 

0,3-1,0

MθH>5; M0Π≤6^

в районе

 

0,70

 

Mθ∏⅜g

 

 

 

MθH>g "

Рис. 3. Участок

спектра

 

2

 

аналитических пар липин груп­

 

пы

MoII, видимый в

окуляр

стилоскопа.

ния соответствующих линий судят о наличии и количест­ ве примесей в сплаве. Для облегчения поиска нужной

линии к прибору прикладывается дисперсионная кривая,

связывающая длины волн спектральных линий с деле­

ниями шкалы барабанчика, при помощи которого про­

изводится перемещение спектра в поле зрения окуляра.

Концентрация анализируемой примеси определяется с помощью специальных таблиц по относительной ин­

тенсивности аналитических пар линий. Такие таблицы

разработаны производственными 'предприятиями Moc-

энергоремонт и Львовэиергоремонт. Для примера на

рис. 3 приведен участок спектра в районе аналитических

пар линий группы (Moll λ = 6030, 66 А, определяемая

10

концентрация Mo 0,15—2,0%). По рис. 2 определяем, что линия Mo находится в оранжевой части спектра.

Вертикальные стрелки над спектром указывают на ха­ рактерные линии железа («ориентиры»), облегчающие

отыскание линии Mo, горизонтальные стрелки —на бли­

жайшие группы спектральных линий слева и справа.

Сравнивая интенсивность линии Mo с линиями 3Fe, 5Fe

и 6Fe определяют по таблицам концентрацию в сплаве

примеси молибдена.

В комплект стилоскопа СЛП-1 входит, кроме собственно сти­

лоскопа, генератор ПГД-'І.

Генератор ПГД-'І предназначен для возбуждения дуги перемен­

ного тока или искры .между электродом, укрепленным на корпусе стилоскопа и деталью. Искровой режим генератора позволяет про­

изводить анализ легкоплавких сплавов и тонколистового материала. При анализе сталей искровой режим применяется для возбуждения

спектральных линий кремния.

Для определения

других элементов

в стали генератор включают на

дуговой режим.

Электрическая схе-

 

2 —

6 —

Рис.

4.

Оптическая схема стилоскопа СЛП-1.

10 —

 

 

1,

 

 

защитные стекла;

12

— направляющие

призмы;

4 —

конденсор;

5 —

щель;

 

объектив;

7,

8 — система

диспергирующих

призм;

 

окуляр;

11 —

исследуемый

объект;

 

—

электрод;

13 —

облако

светящихся

в дуге

 

 

 

 

 

(искре) паров металла.

ма генератора ПГД-1 позволяет получить дуговой или низковольт­

ный искровой разряд для возбуждения достаточно интенсивных спектральных линий и полуколичественного определения в сталях

содержания — ванадия,

хрома, молибдена, никеля, титана, вольфра­

ма, марганца, ниобия,

кобальта,

кремния, алюминия,

церия,

меди;

в медных сплавах — цинка, никеля, марганца, железа,

свинца,

олова,

алюминия, бериллия,

кремния; в

алюминиевых сплавах — магния,

меди, марганца, железа, кремния, цинка. Для стабильного горения

дуга активизируется током высокой частоты,

создаваемым

с по­

мощью искрового колебательного

контура

генератора.

 

 

Оптическая схема стилоскопа приведена на рис. 4. Излучение

светящихся паров электрода и исследуемого

материала,

пройдя

предварительно сменное

защитное

стекло

1

и

защитное стекло

2,

направляется

призмой

3

на конденсор

4,

 

которьш концентрирует

их на щель

5.

Объектив

6

расходящийся

пучок света превращает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в параллельный и направляет его па диспергирующую систему призм

7, 8. Разложенный на спектр щучок света отражается от большого посеребренного катета поворотной призмы 8, проходит далее через

призму 7, объектив 6, призму 9 и направляется в окуляр 10. При прохождении пучка света дважды через диспергирующие призмы увеличивается разрешающая способность (дисперсия) прибора. По­

воротом призмы

8

осуществляется перемещение

спектра в поле

зрения окуляра,

что

позволяет наблюдать полный

спектр участками

в зависимости от места нахождения в нем искомой аналитической

пары.

Рабочий диапазон наблюдаемого прибором спектра включает интервал волн длиной 390—670 нм. Стилоскоп СЛП-1 с принадлеж­ ностями и генератор ПГД-1 размещены отдельно в двух упаковоч­

ных ящиках.

мм,

 

190 × l180 X

695

 

кг,

размеры

генератора

 

Размеры стилоскопа

мм,

 

160 X 350 X 450

 

масса

стилоскопа 6,5

 

 

 

масса

генератора

20

кг.

Напряжение питания

генератора

ПО или

220

в.

 

 

 

 

3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАЛЫХ ДОЗ МЕТАЛЛА

В случае отсутствия или необходимости уточнения

данных о химическом составе материала деталей смон­ тированного энергетического оборудования или изделий, не допускающих вырезки образцов для химического или

количественного спектрального анализа, возникает по­ требность в применении методов количественного анали­ за. Для решения этой задачи в лаборатории сварки и

исследования металлов производственного предприятия

Львовэнергоремонт разработана частная методика ко­ личественного спектрального анализа наиболее распро­ страненных жаропрочных сталей при помощи проб с ма­ лыми дозами металла, предварительно отобранных с

поверхности исследумой детали способом контактно-ис­

крового переноса.

Отбор проб производится контактно-искровым пробоотборником

типа УИП на контактный электрод диаметром 6 мм, изготовленный

из спектрально чистой меди. Рабочая часть электрода имеет форму усеченного конуса с углом около 90° при вершине и контактную площадку диаметром 2,5—3,0 мм. Перед отбором пробы необходимо зачистить контактную площадку электрода и аналитическую пло­

щадку исследуемой детали от окисных пленок. Установлено, что на­ личие окисных пленок на контактной и аналитической площадках

(рабочих поверхностях) способствует окислению продуктов перено­

са во время отбора пробы, что впоследствии приводит к нарушению стабильности процесса возбуждения спектра как в режиме дугового, так и в режиме искрового разрядов. Рабочие поверхности электро­

да и детали зачищаются при помощи напильников и надфилей до

чистоты 6 класса. Размер аналитической площадки на детали вы­

бирается с учетом возможности взятия нескольких проб.

12

Смотрите также файлы