تحلیل فلز با XRF چیست؟
XRF اشعه ایکس را به سمت نمونه هدایت می کند و باعث می شود که عناصر تشعشعات فلورسنت مشخصه خود را ساطع کنند. انرژی تابش ساطع شده عنصر را مشخص می کند و شدت آن مقدار را نشان می دهد. این روش غیر مخرب است و می تواند بدون آماده سازی نمونه نتیجه سریع بدهد.
هدف تحلیل فلز با XRF
هدف بررسی ترکیب عنصری ماده به صورت غیر مخرب و تعیین ضخامت پوشش و ترکیب پوشش است. همچنین به طور گسترده در غربالگری RoHS استفاده می شود.
تحلیل فلز با XRF بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- محصولات فلزی و آلیاژی
- قطعات پوشش داده شده (روی، نیکل، کروم، قلع)
- قطعات الکترونیکی (غربالگری RoHS)
- ضایعات و مواد بازیافتی
- جواهرات و فلزات گرانبها
تحلیل فلز با XRF در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با تحلیل فلز با XRF
- ISO 3497 (پوشش های فلزی — اندازه گیری ضخامت پوشش با روش های اشعه ایکس)
- ASTM E1621 (قوانین کلی برای تجزیه و تحلیل پراکنده انرژی توسط XRF)
- سری IEC 62321 (تعیین مواد محدود شده در محصولات الکتروتکنیکی)
- ASTM B568 (اندازه گیری ضخامت پوشش توسط XRF)
شرایط تحلیل فلز با XRF
- روش
- پخش کننده انرژی (ED-XRF) یا پخش کننده طول موج (WD-XRF)
- سطح نمونه
- صاف، تمیز و به اندازه کافی بزرگ که پنجره اندازه گیری را بپوشاند
- کالیبراسیون
- با مواد مرجع تایید شده مناسب برای ماتریس
- محدودیت
- عناصر سبک (کربن، نیتروژن، اکسیژن) را نمی توان به طور قابل اعتماد اندازه گیری کرد
تجهیزات تحلیل فلز با XRF
- طیف سنج ED-XRF یا WD-XRF
- سر اندازه گیری ضخامت پوشش
- مجموعه مواد مرجع تایید شده
- تجهیزات آماده سازی نمونه
الزامات نمونه برای تحلیل فلز با XRF
- نمونه باید به گونه ای گرفته شود که نشان دهنده دوره تولید یا دسته باشد.
- توضیحات نمونه، نوع مواد و جهت تولید در صورت وجود باید ذکر شود.
- استاندارد مورد استفاده و هرگونه مشخصات مشتری باید همراه با نمونه ارائه شود.
- آزمایش ممکن است مخرب باشد. تعداد نمونه مورد نیاز باید از قبل تایید شود.
- سطوحی که مورد آزمایش قرار می گیرند باید در حین حمل و نقل محافظت شوند.
مدت تحلیل فلز با XRF
یک اندازه گیری تنها چند دقیقه طول می کشد. ماهیت غیر مخرب آن یک مزیت سرعت عمده در بازرسی سریال می دهد.
روش اجرای تحلیل فلز با XRF
- 1سطح اندازه گیری تمیز می شود و صافی آن بررسی می شود.
- 2یک برنامه کالیبراسیون مناسب برای ماتریس مواد انتخاب شده است.
- 3ابزار با یک ماده مرجع تأیید می شود.
- 4نمونه در پنجره اندازه گیری قرار می گیرد.
- 5طیف جمع آوری می شود تا زمان اندازه گیری کامل شود.
- 6غلظت عنصر یا ضخامت پوشش محاسبه می شود.
- 7برای ارزیابی توزیع در نقاط مختلف تکرار می شود.
معیارهای پذیرش تحلیل فلز با XRF
استاندارد روش نحوه انجام آزمایش را مشخص می کند، نه اینکه چه نتیجه ای باید باشد. محدودیت پذیرش از استاندارد مواد یا محصول، مشخصات مشتری یا مقررات مربوطه ناشی می شود. بنابراین این صفحه محدودیت عددی ارائه نمی دهد.
ارزیابی نتایج
نتیجه با محدوده استاندارد مواد یا ضخامت در مشخصات پوشش مقایسه می شود. XRF یک روش غربالگری است: نتایج نزدیک به حد مجاز یا ناسازگار باید با روش‌های با عدم قطعیت کمتر مانند ICP یا OES تأیید شوند.
گزارش تحلیل فلز با XRF
- توضیحات نمونه، اطلاعات مواد/محصول و شماره دسته در صورت وجود
- روش آماده سازی نمونه و شرایط تهویه
- شرایط استاندارد و آزمون اعمال می شود
- ابزار مورد استفاده و وضعیت کالیبراسیون
- نتایج و واحدهای اندازه گیری
- عدم قطعیت اندازه گیری (در صورت درخواست)
- بیانیه ای مبنی بر اینکه نتیجه فقط برای نمونه ارسال شده برای آزمایش اعمال می شود
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای هماهنگ با توجه به خانواده محصول اعمال می شود
- اتحادیه اروپا 765/2008 (چارچوب نظارت بر بازار و اعتباربخشی)
- مقررات مربوط به محصول و مشخصات مشتری
آزمون فلز و متالورژی — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون تحلیل فلز با XRF به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های فلز و متالورژی، باری را که یک فلز یا اتصال جوش‌شده می‌تواند تحمل کند، نحوه شکست آن و ساختار داخلی‌اش را تعیین می‌کنند. خروجی این خانواده اغلب درباره خود محصول نیست بلکه درباره هویت ماده است: آیا فولاد واقعاً از رده اعلام‌شده است، آیا درز جوش استحکامی را که طراحی فرض کرده می‌دهد، آیا قطعه ریخته‌گری نقص داخلی غیرقابل‌قبولی دارد؟
اهمیت عملی این حوزه از این واقعیت ناشی می‌شود که یک قطعه فلزی به‌ندرت به‌تدریج از کار می‌افتد. یک قطعه پلاستیکی تغییر شکل می‌دهد، فرسوده می‌شود، ترک می‌خورد و معمولاً هشدار می‌دهد. اما درز جوش یا یک بست، اغلب بدون هشدار می‌شکند - به‌ویژه در موارد خستگی و شکست ترد. به همین دلیل، در حوزه‌هایی مانند تجهیزات تحت فشار، تجهیزات بالابر، فولاد سازه‌ای و خطوط لوله، آزمون مواد الزامی مقرراتی است نه طراحی.
این خانواده سه گروه روش را گرد هم می‌آورد و هر یک به پرسشی متفاوت پاسخ می‌دهد. آزمون‌های مکانیکی رفتار ماده تحت بار را کمّی می‌کنند. بازرسی غیرمخرب بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص می‌گردد. متالوگرافی و تجزیه شیمیایی توضیح می‌دهند چرا ماده چنین رفتاری دارد - از طریق ساختار دانه، توزیع فاز، محتوای آخال و ترکیب آلیاژ.
معیار پذیرش این آزمون‌ها تقریباً هرگز از استاندارد آزمون نمی‌آید و این کلید درک این حوزه است. استاندارد آزمون می‌گوید اندازه‌گیری چگونه انجام شود؛ مقادیر قابل‌قبول از استاندارد محصول، رده ماده یا آیین‌نامه ساخت می‌آید. ISO 6892-1 می‌گوید آزمون کشش چگونه انجام شود؛ EN 10025 می‌گوید آن فولاد باید چند مگاپاسکال تنش تسلیم بدهد. هنگام خواندن یک گزارش، دانستن اینکه بر اساس کدام استاندارد محصول ارزیابی شده ضروری است.
نمونه‌برداری در این حوزه بخشی جدایی‌ناپذیر از نتیجه است. دو نمونه گرفته‌شده از یک ذوب ممکن است بسته به جهت و محل برداشت، مقادیر متفاوتی بدهند؛ در محصولات نورد شده، نمونه‌های موازی و عمود بر جهت نورد نتایج متفاوتی تولید می‌کنند. به همین دلیل استانداردهای محصول محل و جهت نمونه‌برداری را نیز تنظیم می‌کنند و گزارش باید این را مستند کند.
گروه‌های روش در این حوزه
تست های مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شیاردار (شارپی)، سختی (برینل، ویکرز، راکول)، خستگی، خزش و چقرمگی شکست. این‌ها رفتار ماده تحت بار را به‌صورت عددی می‌دهند.
بازرسی غیرمخرب
پرتونگاری، بازرسی فراصوتی، مایع نافذ، ذرات مغناطیسی و بازرسی چشمی. بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص‌های سطحی و داخلی می‌گردد و گامی ضروری در ساخت جوشی است.
متالوگرافی
آماده‌سازی نمونه، اچ‌کاری و بررسی میکروسکوپی. اندازه دانه، توزیع فاز، محتوای آخال، عمق کربن‌دهی و منطقه متأثر از حرارت جوش ارزیابی می‌شود.
تجزیه شیمیایی
ترکیب آلیاژ با طیف‌سنجی نشری نوری و شیمی تر تأیید می‌شود؛ تأیید رده ماده از این مرحله می‌گذرد.
رفتار خوردگی
آزمون‌های مه نمکی، خوردگی حفره‌ای و شکافی، و خوردگی بین‌دانه‌ای. در فولادهای زنگ‌نزن می‌توانند نشان‌دهنده کیفیت عملیات حرارتی باشند.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- گواهی ماده (مانند EN 10204 3.1) گزارش آزمون نیست؛ اظهارنامه سازنده است. در کاربردهای حساس، راستی‌آزمایی مستقل انجام می‌شود و این دو نباید با هم اشتباه گرفته شوند.
- آزمون‌های کشش ASTM و ISO مقادیر یکسانی را اندازه می‌گیرند اما از هندسه نمونه متفاوتی استفاده می‌کنند؛ نتایج معادل مستقیم هم تلقی نمی‌شوند و هرچه مشخصات بخواهد همان اعمال می‌شود.
- جداول تبدیل بین سختی و استحکام تقریبی هستند. محاسبه تنش تسلیم از روی سختی، شواهد کافی برای پذیرش ماده نیست.
- در بازرسی غیرمخرب، عبارت «نقصی یافت نشد» به معنای نبود نقص نیست؛ ممکن است نقص‌هایی زیر حد تشخیص روش وجود داشته باشد. گزارش باید روش به‌کاررفته و سطح حساسیت را ذکر کند.
- قبول‌شدن درز جوش نشان نمی‌دهد جوشکار یا دستورالعمل واجد شرایط است؛ این‌ها فرآیندهای جداگانه‌اند.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- راستی‌آزمایی گواهی ماده و پذیرش مواد ورودی
- تأیید ساخت جوشی؛ صلاحیت‌سنجی جوشکار و دستورالعمل
- کنترل ساخت تجهیزات تحت فشار و اجزای سازه‌ای
- تحلیل خرابی و تعیین علت ریشه‌ای آسیب‌های میدانی
- راستی‌آزمایی فرآیندهای عملیات حرارتی و سطحی
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره تحلیل فلز با XRF
آیا مطابقت RoHS توسط XRF اثبات شده است؟
XRF یک روش غربالگری اولیه است. نتایج نزدیک به حد مجاز یا مشکوک باید با روش های تأیید تعریف شده در IEC 62321 (مانند ICP-MS، GC-MS) تأیید شوند.
چگونه ضخامت پوشش اندازه گیری می شود؟
نسبت شدت تابش ناشی از پوشش و مواد زیرین به ضخامت مربوط می شود. روش غیر مخرب است، اما پوشش و ترکیب بستر باید مشخص باشد.