Анализ химического состава металлов
В условиях современной экономики и внешнеэкономической деятельности подтверждённое качество продукции остаётся основой конкурентного преимущества. Одним из обязательных требований при выпуске и обращении металлопроката и сплавов в России выступает проверка химического состава.
Сфера применения таких испытаний:
- идентификация марки стали и уточнение легирующих компонентов;
- проверка сырья перед плавкой или прокатом;
- сортировка вторичного металла и лома;
- диагностика на объектах строительства и при вводе в эксплуатацию;
- контроль готовой продукции без разрушения конструкции;
- оформление разрешительных документов.
По результатам испытаний оформляется протокол, на основании которого сведения вносятся в техническую документацию и используются для оформления сертификатов соответствия.
Компания «Сертификат РБ» оказывает услуги по оформлению документов, связанных с испытаниями химического состава металлов. Подобные процедуры необходимы для:
- определения соответствия санитарным, технологическим и экологическим нормативам;
- получения официальных протоколов испытаний;
- регистрации продукции, в том числе для целей сертификации и санитарно-эпидемиологических заключений.
Методы анализа химического состава металлов
Существует несколько методов, применяемых в лабораторных условиях для определения химического состава при сертификации и декларировании продукции.
Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА)
Применяется методика, основанная на возбуждении атомов рентгеновским излучением с регистрацией флуоресцентного сигнала, характерного для каждого элемента.
Преимущества:
- безразрушающий подход;
- высокая скорость — результаты доступны через несколько минут;
- широкий диапазон определяемых компонентов — от алюминия до урана.
Область применения — экспресс-оценка чёрных и цветных металлов, в том числе на выезде.
Оптико-эмиссионная спектроскопия (ЛИЭС / АЭС)
В основе лежит возбуждение проб с помощью дуги, искры либо лазера, после чего фиксируется излучаемый спектр. Возможны различные варианты: индуктивно-связанная плазма, лазерно-искровые и дуговые установки.
Преимущества — высокая точность, особенно при определении содержания углерода, никеля, хрома и других легирующих компонентов.
Метод применяется при необходимости глубокого лабораторного анализа, когда требуется точность до десятков ppm.
Атомно-эмиссионная и атомно-абсорбционная спектроскопия
Используются спектры излучения или поглощения в пламенной или плазменной среде. Отличаются доступностью оборудования и высокой чувствительностью к лёгким элементам, в том числе к натрию, литию, калию и другим. Особенно применимы при работе с растворами и расплавами.
Гравиметрический и титриметрический анализ
Методы, основанные на классических химических реакциях: вещество осаждается, титруется или извлекается, затем масса или объём фиксируется с высокой точностью.
Плюсы:
- высокая точность (до 0,1–0,2 %);
- возможность применения без дорогостоящего оборудования.
Минусы:
- длительность и трудоёмкость процедур.
Используются нечасто при анализе металлов, но актуальны для оценки минералов, оксидов и вспомогательных компонентов.
Рентгеноспектральный метод (WDX/EDX)
Методика основана на анализе рентгеновских спектров, прошедших сквозь исследуемый материал. Различают два вида: волновую и энергодисперсионную. Первый отличается высокой точностью, второй — оперативностью.
Применяется в тех случаях, когда необходимо выявить состав отдельных участков поверхности, мелкие легирующие добавки или микропримеси. Массовое использование ограничено.
Лаборатория анализа химического состава металлов
Выполнение анализа металлов по химическому составу на территории России допускается исключительно в лабораториях, аккредитованных в системе Росаккредитации. Такие учреждения обязаны соответствовать требованиям ГОСТ ISO/IEC 17025.
Типовая структура таких лабораторий предусматривает:
- приёмную зону (оформление заявки, маркировка, регистрация проб);
- участок подготовки образцов (обезжиривание, шлифование, термическая и химическая обработка);
- отдел спектрального анализа (используются методы ЛИЭС, РФА, АЭС);
- участок мокрой химии (гравиметрические и титриметрические методики);
- термозону (печи, муфельные установки, обработка золы и металлических порошков);
- метрологическую службу (проверка методик, калибровка оборудования, контроль точности).
Испытания могут проводиться как по материалам, предоставленным заказчиком, так и на объекте, где отбор проб осуществляется с применением мобильных приборов и переносного спектрального оборудования.
Пример выдаваемого протокола испытаний
ГОСТы анализа химического состава металлов
Выполнение химического анализа металлов на территории России базируется на комплексе нормативных актов, регулирующих методы исследований, порядок отбора проб и процедуру документирования результатов. Все испытания, проводимые в рамках декларирования или сертификации, должны опираться на утверждённые государственные стандарты.
Основные нормативы:
- ГОСТ 22536.0–87 — устанавливает общие положения к методам анализа металлов и сплавов;
- ГОСТ 22536.1–88 — ГОСТ 22536.13–88 — серия стандартов по определению содержания железа, алюминия, серы, углерода, меди, кремния и других элементов;
- ГОСТ 7565–81 — порядок отбора проб ферросплавов;
- ГОСТ 7564–97 — правила пробоотбора для сталей и сплавов;
- ГОСТ 12344–2003 — определяет подходы к анализу ферритных сталей;
- ГОСТ 12345–2001 — методики по выявлению меди, марганца, никеля;
- ГОСТ ISO 17025–2019 — общие требования к компетенции лабораторий, выполняющих испытания и калибровку.
