Τι είναι η Χημική σύσταση;
Η ανάλυση χημικής σύνθεσης καθορίζει ποια στοιχεία αποτελούν το μέταλλο και σε ποιες αναλογίες. Η πιο κοινή μέθοδος είναι η φασματομετρία οπτικής εκπομπής σπινθήρα (OES): ένας σπινθήρας που δημιουργείται στην επιφάνεια του δείγματος διεγείρει τα στοιχεία, κάθε στοιχείο εκπέμπει φως στο δικό του χαρακτηριστικό μήκος κύματος και η ένταση είναι ανάλογη της συγκέντρωσης.
Σκοπός της Χημική σύσταση
Ο σκοπός είναι να επαληθευτεί εάν το υλικό συμμορφώνεται πραγματικά με τη δηλωμένη ποιότητα κράματος. Η εσφαλμένη χρήση υλικού είναι η πιο συχνή αιτία συνεπειών όπως ρωγμές συγκόλλησης, απροσδόκητη διάβρωση και απώλεια αντοχής.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Χημική σύσταση;
- Προϊόντα από χάλυβα και ανοξείδωτο χάλυβα
- Αλουμίνιο και κράματα χαλκού
- Χυτά μέρη
- Υλικά πλήρωσης συγκόλλησης
- Έλεγχος αποδοχής εισερχόμενου υλικού
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Χημική σύσταση;
Πρότυπα σχετικά με τη Χημική σύσταση
- ASTM E415 (σπινθήρας AES σε άνθρακα και χάλυβα χαμηλού κράματος)
- ASTM E1251 (σπινθήρας AES στο αλουμίνιο και τα κράματά του)
- EN 10204 (έγγραφα ελέγχου για μεταλλικά προϊόντα)
- Επικύρωση εργαστηριακής μεθόδου σύμφωνα με το ISO 17025
Συνθήκες της Χημική σύσταση
- Μέθοδος
- Spark OES; άνθρακα/θείο με ICP-OES ή μέθοδο καύσης εάν είναι απαραίτητο
- Επιφάνεια
- Η επιφάνεια μέτρησης είναι αλεσμένη. Αφαιρεί οξείδιο, βαφή και λάδι
- Βαθμονόμηση
- Με πιστοποιημένα υλικά αναφοράς σύμφωνα με τη μήτρα υλικού
- Επαναλαμβάνει
- Πολλαπλές μετρήσεις και μέσοι όροι σε διαφορετικά σημεία
Εξοπλισμός για τη Χημική σύσταση
- Φασματόμετρο οπτικής εκπομπής σπινθήρα
- Αναλυτής άνθρακα/θείου (μέθοδος καύσης)
- Ρύθμιση λείανσης προετοιμασίας επιφάνειας δείγματος
- Σετ πιστοποιημένου υλικού αναφοράς
- Σύστημα παροχής αργού
Απαιτήσεις δείγματος για τη Χημική σύσταση
- Το δείγμα πρέπει να λαμβάνεται έτσι ώστε να αντιπροσωπεύει την παρτίδα ή την παραγωγή.
- Πρέπει να δηλώνεται η περιγραφή του δείγματος, ο τύπος υλικού και η κατεύθυνση παραγωγής εάν υπάρχουν.
- Το πρότυπο που θα εφαρμοστεί και τυχόν προδιαγραφές του πελάτη πρέπει να παρέχονται μαζί με το δείγμα.
- Η δοκιμή μπορεί να είναι καταστροφική. ο απαιτούμενος αριθμός δειγμάτων πρέπει να επιβεβαιωθεί εκ των προτέρων.
- Οι επιφάνειες που θα ελεγχθούν πρέπει να προστατεύονται κατά τη μεταφορά.
Διάρκεια της Χημική σύσταση
Η ανάλυση ενός δείγματος, συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας της επιφάνειας, ολοκληρώνεται γενικά εντός της ίδιας εργάσιμης ημέρας.
Διαδικασία της Χημική σύσταση
- 1Η επιφάνεια του δείγματος αλέθεται και καθαρίζεται.
- 2Το όργανο επαληθεύεται με το κατάλληλο πρόγραμμα μήτρας και το κατάλληλο υλικό αναφοράς.
- 3Το δείγμα τοποθετείται στη βάση μέτρησης.
- 4Οι μετρήσεις σπινθήρα λαμβάνονται σε διαφορετικά σημεία.
- 5Ο άνθρακας και το θείο μετρώνται επιπλέον με τη μέθοδο καύσης εάν απαιτείται.
- 6Τα αποτελέσματα είναι κατά μέσο όρο.
- 7Η σύνθεση συγκρίνεται με το εύρος στο πρότυπο υλικού.
Κριτήρια αποδοχής της Χημική σύσταση
Το πρότυπο της μεθόδου ορίζει τον τρόπο με τον οποίο εκτελείται η δοκιμή και όχι το αποτέλεσμα που πρέπει να είναι. Το όριο αποδοχής προέρχεται από το πρότυπο υλικού ή προϊόντος, την προδιαγραφή πελάτη ή τον σχετικό κανονισμό. Αυτή η σελίδα επομένως δεν δίνει αριθμητικό όριο.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Το αποτέλεσμα συγκρίνεται με τις σειρές στοιχείων στο δηλωμένο πρότυπο του υλικού. Ακόμη και ένα στοιχείο εκτός του εύρους αλλάζει την ποιότητα του υλικού. Σε αυτή την περίπτωση, σε ποιο βαθμό συμμορφώνεται πραγματικά το υλικό αξιολογείται χωριστά.
Έκθεση της Χημική σύσταση
- Περιγραφή δείγματος, πληροφορίες υλικού/προϊόντος και αριθμός παρτίδας εάν υπάρχει
- Μέθοδος προετοιμασίας δειγμάτων και συνθήκες προετοιμασίας
- Εφαρμόστηκαν τυπικές και συνθήκες δοκιμής
- Όργανο που χρησιμοποιείται και κατάσταση βαθμονόμησης
- Αποτελέσματα μέτρησης και μονάδες
- Αβεβαιότητα μέτρησης (εάν ζητηθεί)
- Δήλωση ότι το αποτέλεσμα ισχύει μόνο για το δείγμα που υποβάλλεται για δοκιμή
Διαπίστευση
Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.
Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.
Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- Εναρμονισμένα πρότυπα που εφαρμόζονται σύμφωνα με την οικογένεια προϊόντων
- ΕΕ 765/2008 (πλαίσιο εποπτείας και διαπίστευσης της αγοράς)
- Σχετικοί κανονισμοί προϊόντων και προδιαγραφές πελατών
Δοκιμές Μετάλλων και Μεταλλουργίας — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Χημική σύσταση· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.
Οι δοκιμές μετάλλων και μεταλλουργίας προσδιορίζουν το φορτίο που μπορεί να αντέξει ένα μέταλλο ή μια συγκολλημένη ένωση, τον τρόπο αστοχίας του και την εσωτερική του δομή. Το αποτέλεσμα αυτής της οικογένειας αφορά συχνά όχι το ίδιο το προϊόν αλλά την ταυτότητα του ΥΛΙΚΟΥ: είναι πράγματι ο χάλυβας της δηλωμένης ποιότητας, αποδίδει η ραφή συγκόλλησης την αντοχή που υποθέτει ο σχεδιασμός, περιέχει το χυτό ένα μη αποδεκτό εσωτερικό ελάττωμα;
Η πρακτική σημασία του τομέα προκύπτει από το γεγονός ότι ένα μεταλλικό εξάρτημα σπάνια αστοχεί σταδιακά. Ένα πλαστικό εξάρτημα παραμορφώνεται, γερνάει, ραγίζει και συνήθως δίνει προειδοποίηση. Μια ραφή συγκόλλησης ή ένα στοιχείο σύνδεσης, αντίθετα, συχνά σπάει χωρίς προειδοποίηση - ιδίως όταν εμπλέκονται κόπωση και ψαθυρή θραύση. Γι' αυτό, σε τομείς όπως ο εξοπλισμός υπό πίεση, ο εξοπλισμός ανύψωσης, ο δομικός χάλυβας και οι αγωγοί, η δοκιμή υλικών είναι απαίτηση της ΝΟΜΟΘΕΣΙΑΣ και όχι του σχεδιασμού.
Η οικογένεια συγκεντρώνει τρεις ομάδες μεθόδων, καθεμία από τις οποίες απαντά σε διαφορετικό ερώτημα. Οι μηχανικές δοκιμές ποσοτικοποιούν τη συμπεριφορά του υλικού υπό φορτίο. Ο μη καταστροφικός έλεγχος αναζητά ελαττώματα χωρίς να καταστρέφει το εξάρτημα. Η μεταλλογραφία και η χημική ανάλυση εξηγούν γιατί το υλικό συμπεριφέρεται έτσι - μέσω της δομής κόκκων, της κατανομής φάσεων, της περιεκτικότητας σε εγκλείσματα και της σύστασης του κράματος.
Το κριτήριο αποδοχής αυτών των δοκιμών σχεδόν ποτέ δεν προέρχεται από το πρότυπο δοκιμής, και αυτό είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Το πρότυπο δοκιμής λέει πώς πρέπει να γίνει η μέτρηση· οι αποδεκτές τιμές προέρχονται από το πρότυπο προϊόντος, την ποιότητα υλικού ή τον κώδικα κατασκευής. Το ISO 6892-1 λέει πώς διεξάγεται μια δοκιμή εφελκυσμού· το EN 10025 λέει ποιο όριο διαρροής πρέπει να αποδίδει αυτός ο χάλυβας. Κατά την ανάγνωση μιας έκθεσης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε βάσει ποιου προτύπου προϊόντος αξιολογήθηκε.
Η δειγματοληψία αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του αποτελέσματος σε αυτόν τον τομέα. Δύο δοκίμια από την ίδια χύτευση μπορεί να δώσουν διαφορετικές τιμές ανάλογα με την κατεύθυνση και τη θέση λήψης τους· σε προϊόντα έλασης, δοκίμια παράλληλα και κάθετα στη διεύθυνση έλασης δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα. Τα πρότυπα προϊόντος διέπουν επομένως και τη θέση και τον προσανατολισμό δειγματοληψίας, και η έκθεση πρέπει να το τεκμηριώνει.
Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα
Μηχανικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, κρούση εγκοπής (Charpy), σκληρότητα (Brinell, Vickers, Rockwell), κόπωση, ερπυσμός και δυσθραυστότητα. Δίνουν τη συμπεριφορά του υλικού υπό φορτίο σε αριθμητική μορφή.
Μη καταστροφικός έλεγχος
Ραδιογραφία, υπερηχητικός έλεγχος, διεισδυτικά υγρά, μαγνητικά σωματίδια και οπτικός έλεγχος. Αναζητά επιφανειακά και εσωτερικά ελαττώματα χωρίς να καταστρέφει το εξάρτημα και αποτελεί απαραίτητο βήμα στη συγκολλητή κατασκευή.
Μεταλλογραφία
Προετοιμασία δοκιμίου, προσβολή με οξύ και μικροσκοπική εξέταση. Αξιολογούνται το μέγεθος κόκκων, η κατανομή φάσεων, η περιεκτικότητα σε εγκλείσματα, το βάθος ενανθράκωσης και η θερμικά επηρεασμένη ζώνη της συγκόλλησης.
Χημική ανάλυση
Η σύσταση του κράματος επαληθεύεται με οπτική φασματομετρία εκπομπής και υγρή χημεία· η επιβεβαίωση της ποιότητας υλικού περνά από αυτό το βήμα.
Συμπεριφορά διάβρωσης
Δοκιμές αλατονέφωσης, βοθρωτικής και σχισμοειδούς διάβρωσης, και ενδοκρυσταλλικής διάβρωσης. Σε ανοξείδωτους χάλυβες μπορούν να υποδεικνύουν την ποιότητα της θερμικής κατεργασίας.
Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα
- Ένα πιστοποιητικό υλικού (όπως το EN 10204 3.1) δεν είναι έκθεση δοκιμής· είναι η δήλωση του κατασκευαστή. Σε κρίσιμες εφαρμογές διενεργείται ανεξάρτητη επαλήθευση, και τα δύο δεν πρέπει να συγχέονται.
- Οι δοκιμές εφελκυσμού ASTM και ISO μετρούν τα ίδια μεγέθη αλλά χρησιμοποιούν διαφορετικές γεωμετρίες δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα, και εφαρμόζεται ό,τι απαιτεί η προδιαγραφή.
- Οι πίνακες μετατροπής μεταξύ σκληρότητας και αντοχής είναι ΚΑΤΑ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ. Ο υπολογισμός του ορίου διαρροής από τη σκληρότητα δεν αποτελεί επαρκή απόδειξη για την αποδοχή υλικού.
- Στον μη καταστροφικό έλεγχο, η φράση "δεν βρέθηκε ελάττωμα" δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει ελάττωμα· μπορεί να υπάρχουν ελαττώματα κάτω από το όριο ανίχνευσης της μεθόδου. Η έκθεση πρέπει να αναφέρει τη μέθοδο που εφαρμόστηκε και το επίπεδο ευαισθησίας.
- Η επιτυχής ραφή συγκόλλησης δεν αποδεικνύει ότι ο συγκολλητής ή η διαδικασία είναι πιστοποιημένοι· πρόκειται για ξεχωριστές διαδικασίες.
Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα
- Επαλήθευση πιστοποιητικού υλικού και αποδοχή εισερχόμενου υλικού
- Έγκριση συγκολλητής κατασκευής· πιστοποίηση συγκολλητή και διαδικασίας
- Έλεγχος κατασκευής εξοπλισμού υπό πίεση και δομικών στοιχείων
- Ανάλυση αστοχίας και προσδιορισμός βασικής αιτίας βλαβών πεδίου
- Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας
Σχετικά τεστ
Συχνές ερωτήσεις για τη Χημική σύσταση
Είναι το ίδιο με το PMI;
Όχι. Το PMI είναι μια γρήγορη επαλήθευση πεδίου που πραγματοποιείται με φορητό όργανο και γενικά δεν μπορεί να διαβάσει άνθρακα. Η εργαστηριακή ανάλυση OES δίνει την πλήρη σύνθεση με χαμηλότερη αβεβαιότητα.
Γιατί ο άνθρακας μετριέται χωριστά;
Τα ελαφριά στοιχεία όπως ο άνθρακας, το θείο και το άζωτο ενδέχεται να μην μετρώνται αξιόπιστα με το σπινθήρα OES. Για αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται ξεχωριστοί αναλυτές με βάση την καύση ή τη σύντηξη.