Определение химического состава металла

Обновлено: 27.04.2024

ГОСТ 7565-81
(ИСО 377-2-89)

ЧУГУН, СТАЛЬ И СПЛАВЫ

Метод отбора проб для определения химического состава

Iron, steel and alloys. Sampling for determination of chemical composition

МКС 77.080.01
ОКСТУ 0809

Дата введения 1982-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.12.81 N 5786

3. Приложение 4 настоящего стандарта подготовлено методом прямого применения международного стандарта ИСО 377-2-89 "Отбор и приготовление образцов и проб для испытаний кованой стали. Часть 2. Образцы для определения химического состава"

5. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта СССР от 17.06.91 N 879

6. ИЗДАНИЕ (сентябрь 2009 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июне 1986 г., июне 1991 г. (ИУС 9-86, 9-91)

Настоящий стандарт устанавливает метод отбора и подготовки проб для определения химического состава доменного чугуна, стали, сплавов и готового проката.

Допускается отбор и подготовка образцов кованых сталей для испытаний по международному стандарту ИСО 377-2-89, приведенному в приложении 4.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1. ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБ ЧУГУНА

1.1. Для определения химического состава жидкого чугуна от каждого выпуска из печи при равномерной струе из желоба отбирают три пробы: в начале, в середине и в конце выпуска.

1.2. Из каждого ковша при сливе металла отбирают три пробы: после слива около 1/4, 1/2 и 3/4 ковша.

1.3. Пробу отбирают ложкой или пробницей погружением в жидкий металл или под струей металла.

1.4. Масса пробы для химического анализа должна быть 0,1-1 кг, для спектрального анализа - не менее 0,05 кг.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5. Металл заливают в изложницу. Конструкция и размеры изложниц для химического анализа приведены на черт.1-6, для спектрального анализа - черт.1, 7 приложения 1.

Допускается применять и другие изложницы, обеспечивающие требуемую точность результатов анализа.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.6. При заливке не допускается недолив, перелив, разбрызгивание и расплескивание металла, прерыв струи.

1.7. Проба в изложнице должна застывать спокойно.

1.8. После охлаждения пробу извлекают из формы, маркируют номером печи, выпуска и ковша (при разливке чугуна в чушки).

1.9. Проба должна быть без раковин, трещин, спаев и шлаковых включений. Пробу для химического анализа допускается отжигать.

1.10. Поверхность пробы в местах отбора стружки или кусков тщательно очищают от песка, окислов и литейной корки. Пробу для спектрального анализа затачивают на плоскость. На обработанной поверхности не допускаются видимые невооруженным глазом раковины, трещины, шлаковые включения и цвета побежалости.

1.11. Для отбора пробы в виде стружки применяют сверла с углом режущих кромок 120° из быстрорежущей стали или из твердого сплава диаметром 10-20 мм.

1.12. Стружку отбирают сверлением с небольшой скоростью в средней части пробы, не допуская образования пыли. Сверление проводят без охлаждения сверла. Стружка должна быть толщиной не более 0,4 мм.

1.11, 1.12. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.13. Пробу чугуна, который не поддается сверлению, разбивают и отделяют мелкие куски от поверхности скола.

1.14. От каждой пробы отбирают одинаковую массу чугуна.

Пробы в виде куска или стружки измельчают до величины зерна не более 0,2 мм, после чего объединяют, усредняют и квартованием сокращают до массы не менее 20 г.

Для чугуна, предназначенного на экспорт, масса пробы должна быть не менее 100 г.

1.15. При заливке жидкого металла в изложницу (черт.7) допускается для химического анализа использовать пробу в виде стерженьков или дисков. При отборе из ковша трех проб измельчают одинаковые по массе или размеру кусочки трех стерженьков. Для спектрального анализа используют пробу в виде дисков.

1.16. Подготовленную для химического анализа пробу помещают в закрывающуюся емкость.

1.17. Пробу для определения химического состава хранят 3 мес. Допускается устанавливать другой срок хранения пробы при применении чугуна внутри предприятия.

1.18. При определении химического состава чугуна в чушках количество отбираемых чушек регламентируется в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

1.19. При отборе проб чугуна в чушках, предназначенного для экспорта, из штабеля или вагона отбирают не менее одной чушки от каждых 3 т.

1.20. Отобранные чушки маркируют, указывая номер штабеля или вагона.

1.21. Поверхность чушек в местах отбора пробы тщательно очищают от песка, шлака и литейной корки. Пробу в виде стружки отбирают от боковой поверхности, очищенной по п.1.10, под прямым углом к длинной оси чушки. Стружку, полученную после сверления на глубину 4-6 мм, отбрасывают, заканчивают сверление на таком же расстоянии от противоположной стороны чушки. Для анализа используют стружку, собранную после сверления на глубину более 4-6 мм и приготовленную в соответствии с пп.1.12 и 1.14. Пробу для анализа чугуна, который не поддается сверлению, отбирают и готовят в соответствии с пп.1.13 и 1.14.

2. ОТБОР И ПОДГОТОВКА КОВШЕВЫХ ПРОБ СТАЛИ И СПЛАВОВ

2.1. Для определения химического состава плавки сталей и сплавов открытой выплавки от каждого ковша отбирают одну-три пробы. Две пробы отбирают после разливки примерно половины металла ковша. Одну пробу отбирают, если есть возможность использовать оставшийся металл пробы для повторного анализа. Вторую пробу отбирают для повторного анализа.

Три пробы отбирают после слива 1/4, 1/2 и 3/4 ковша.

При отливке слитков, состоящих из одной и более плавок, пробы отбирают в начале или конце разливки каждого ковша. При разливке плавок небольшой массы в один сифон пробу отбирают в начале или конце разливки.

При разливке плавок небольшой массы под вакуумом или в защитной атмосфере отбирают одну пробу в начале или конце разливки.

На автоматических формовочных линиях со стационарной разливкой металла из ковшей емкостью до 30 т допускается отбирать пробы до начала разливки.

При бесковшовой разливке металла из открытой индукционной печи разрешается отбирать пробу непосредственно из тигля печи перед началом разливки.

2.2. Для определения химического состава плавок сталей и сплавов с установок непрерывной или полунепрерывной разливки отбирают одну пробу в середине разливки каждого ковша. Допускается отбирать пробу от заготовки, отлитой в середине разливки каждого ковша. На установках, не оборудованных промежуточным ковшом, допускается отбирать пробу в конце разливки. На установках, имеющих внепечное вакуумирование, допускается отбирать пробу из кристаллизатора.

2.1, 2.2 (Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.3. Химический состав сталей и сплавов электрошлакового, вакуумно-дугового, плазменно-дугового и электронно-лучевого переплава устанавливается по пробе, взятой из ковша исходной плавки, за исключением элементов, содержание которых меняется при переплаве и которые установлены нормативно-технической документацией на конкретную продукцию.

2.4. Для определения химического состава стали и сплавов вакуумно-индукционной выплавки, а также стали электрошлакового, вакуумно-дугового, электронно-лучевого и плазменно-дугового переплавов по элементам, содержание которых меняется при переплаве и которые установлены нормативно-технической документацией на конкретную продукцию, пробы отбирают от слитков, передельного металла или от готового проката, как указано в разд.3.

Допускается для определения химического состава стали и сплавов, выплавленных в вакуумных индукционных печах, отбирать пробу металла из тигля печи перед началом разливки.

2.5. При электрошлаковом переплаве электродов из двух исходных плавок методом парной комплектации химический состав стали и сплавов электрошлакового переплава устанавливают как среднеарифметическое результатов определения элементов в пробе исходных плавок.

2.6. Пробу отбирают нагретой ложкой, наполняемой под струей, или пробницей, погружаемой в жидкий металл. Допускается заливать металл в изложницу дросселированной струей непосредственно из ковша.

Для труднообрабатываемых сталей и сплавов разрешается отбор проб гранулированием или в виде скрапины.

2.8. Масса пробы для химического анализа должна быть 0,3-2,0 кг, для спектрального анализа - 0,06-1,0 кг. Допускается использовать одну и ту же пробу для химического и спектрального анализа.

2.7, 2.8. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.9. При разливке металла в изложницу не допускается недолив и перелив, расплескивание и разбрызгивание металла, прерыв струи.

2.10. Металл в изложнице должен застывать спокойно. Для раскисления неуспокоенной стали к пробе добавляют алюминий чистотой не менее 99% из расчета его массовой доли в пробе не более 0,2%. При определении алюминия применяют силикокальций, ферросилиций, ферромарганец и другие раскислители, не содержащие алюминий.

2.11. Охлажденные пробы металла освобождают из изложниц. Допускается охлаждать пробы обдувом сжатым или вентиляторным воздухом, а также в воде. Температура пробы перед погружением в воду не должна превышать 500 °С.

2.12. Пробу маркируют номером плавки, ковша и порядковым номером пробы. Высота цифр для клейма должна быть 5-10 мм. Допускается применять другие методы маркировки проб, обеспечивающие ее четкость и сохранность.

2.13. Проба должна быть плотной, без трещин, раковин, видимых шлаковых включений. На поверхности пробы не допускаются заусенцы, плены, пояса от перерыва струи при разливке, наплавы в верхней части пробы.

2.14. Допускается пробы ковать и подвергать отжигу.

2.15. Поверхность металла в местах отбора пробы в виде стружки очищают от шлака, механических загрязнений, окалины.

2.16. Пробу в виде стружки стали отбирают фрезерованием, обточкой, строганием всего поперечного сечения пробы или сверлением середины одной из боковых поверхностей на глубину до продольной оси пробы. Пробу отбирают без смазки. Допускается для охлаждения применять дистиллированную воду. Поверхность стружки не должна иметь цветов побежалости.

2.17. Короткую стружку толщиной не более 0,4 мм тщательно перемешивают. Подготовленную пробу помещают в закрывающуюся емкость. Масса пробы должна быть 20-100 г.

2.18. Для спектрального анализа отрезают нижнюю часть пробы на расстоянии 1/3 высоты. Допускается использовать неразрезанные пробы. С нижней части пробы стачивают слой толщиной 1,5-2,0 мм, а у проб, взятых разовым пробоотборным устройством, с одной из плоскостей пробы снимают слой 0,5-1,0 мм.

На обработанной поверхности пробы не допускаются видимые невооруженным глазом раковины, шлаковые включения, а также дефекты механической обработки, трещины и цвета побежалости.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

2.19. Пробу хранят не менее 3 мес. Допускается при применении сталей и сплавов внутри предприятия устанавливать другой срок хранения.

3. ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ГОТОВОГО ПРОКАТА

3.1. Химический состав плавки стали и сплавов, при необходимости, определяют по пробе, отобранной от слитков, непрерывнолитых заготовок, кованого металла или проката.

Отбор проб проводят от слитка или непрерывнолитой заготовки, соответствующих середине плавки, сверлением или вырезкой куска металла из средней части слитка на глубину 50-70 мм.

3.2. Для определения химического состава стали и сплавов открытой выплавки отбирают не менее трех единиц проката. От отобранной единицы проката или кованого металла отбирают одну пробу.

3.3. Для определения химического состава металла вакуумно-индукционной плавки пробу отбирают от одного или нескольких слитков, передельных заготовок, единиц готового проката; для металла, вакуумно-дугового и электрошлакового переплавов - от слитков, передельных заготовок или единиц готового проката, полученных из металла одной исходной плавки переплавом по одному и тому же режиму.

Как проверить химический состав металла

Контроль химического состава сталей и сплавов позволяет прогнозировать свойства готовых изделий и является важной составляющей комплексной проверки качества металла.

Методы химического анализа металлов

Анализ химического состава можно проводить как «мокрой химией», так и инструментальными методами. Метод «мокрой химии» заключается в предварительном растворении пробы и последующим выделении нужных компонентов (осаждением, электрохимическим разделением и др.) Такой анализ занимает много времени, иногда до нескольких дней и требует специального образования и высокой квалификации инженера. В противоположность этому инструментальные методы, выполняемые на современных приборах, позволяют проводить анализ химического состава металлов после короткого инструктажа и требуют лишь элементарных навыков работы на компьютере.

Приборы для анализа химического состава металлов

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие приборы:

Стилоскопы
Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры
Портативные лазерные спектрометры
Оптико-эмиссионные спектрометры

Стилоскопы

Стилоскопы являются простейшими спектральными приборами. Суть метода заключается в испарении металла под действием разряда и наблюдении оператором образующегося при этом свечения. По яркости спектральных линий можно судить о концентрации различных элементов. Стилоскопы имеют невысокую стоимость, но работа на них довольно сложна и требует специальных навыков, обучение которым занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Кроме того, стилоскопы являются оценочными приборами, - результаты анализа зависят от субъективной оценки оператора. Эта особенность не позволяет использовать данные приборы во многих технологических процессах, когда требуются точные данные об элементном составе металла.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры получили широкое распространение из-за небольшого веса и простоты обращения. Приборы часто называют «пистолетами» из-за внешнего сходства – в приборе есть рукоятка, курок и «дуло», в котором находятся рентгеновская трубка и детектор. При нажатии на курок трубка начинает генерировать рентгеновское излучение, оно вызывает ответное характеристическое излучение от атомов образца, которое регистрируется детектором. Малые размеры и вес позволяют использовать такие приборы вне лаборатории. Пробоподготовка не требуется – нужно только очистить поверхность металла от грязи, ржавчины, краски, окалины. Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры неприхотливы, не требуют периодических рекалибровок, а обучиться работе на них можно за несколько часов, однако существенным ограничением является невозможность анализа углерода, а также высокие пределы обнаружения серы и фосфора.

Оптико-эмиссионные спектрометры

Оптико-эмиссионные спектрометры позволяют анализировать все основные легирующие элементы в сталях и сплавах, включая углерод, серу, фосфор и др. По принципу работы эти приборы схожи со стилоскопами, но спектральные линии анализируются специальными детекторами. Обыскривание должно происходить в инертной среде, поэтому для работы оптико-эмиссионных спектрометров требуется аргон. Спектрометры этого типа обычно довольно массивны и являются настольными или напольными приборами, а передвижные (мобильные) модели располагают на специальных тележках. Несмотря на эти недостатки, оптико-эмиссионные спектрометры отличаются надёжностью, простотой эксплуатации, относительно невысокой стоимостью и требуют лишь простейшей пробоподготовки, благодаря чему на сегодняшний день этот метод является основным для анализа химического состава металлов в большинстве промышленных, экспертных и исследовательских лабораторий.

Портативные лазерные спектрометры

В последние годы на рынке появилось большое количество портативных лазерных приборов. По форме и размерам они похожи на портативные рентгенофлуоресентные спектрометры, а по сути работы – на оптико-эмиссионные приборы. Анализ происходит за счёт измерения интенсивности спектральных линий в оптическом диапазоне, но их появление вызывается воздействием лазера. Портативные лазерные спектрометры выгодно применять при анализе больших потоков лёгких цветных сплавов (алюминия, магния, титана), т.к. их анализ выполняется быстрее и точнее, чем на портативных анализаторах. Однако лазерные анализаторы значительно более прихотливы, чем рентгенофлуоресентные спектрометры – они температурозависмы, требуют регулярных перекалибровок и периодического обслуживания, при этом углерод, ключевой элемент при анализе сталей, анализируется со слишком большой погрешностью.

Иные инструментальные методы

Иные спектральные приборы – атомно-абсорбционные спектрометры, оптико-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой, фотоколориметры требуют предварительного растворения пробы, из-за чего менее удобны и в настоящее время применяются реже. Тем не менее, в некоторых случаях, они имеют некоторые преимущества.

Заключение

К сожалению, на сегодняшний день не существует универсального прибора, совмещающего в себе все преимущества разных типов приборов, поэтому выбор метода анализа в каждом конкретном случае необходимо основывать на индивидуальном анализе задач предприятия.

Наша компания ООО "ВЕЛМАС" поставляет все виды оборудования анализа химического состава сталей и сплавов. Мы приглашаем Вас ознакомиться с перечнем приборов. Наши компетентные менеджеры проконсультируют вас по всем вопросам и помогут подобрать приборы, подходящие для решения именно ваших задач.

Спектральный анализ хим состава сплавов металла. Оптико-эмиссионный спектральный анализ металлов. Спектральный анализ золота

Методы химического анализа являются основными при определении состава различных веществ. Современный химический анализ металлов и сплавов является важным этапом экспертизы, которая используется для определения качества продукции и проверки ее соответствия текущим стандартам. Без этой процедуры не проводятся технологические процессы в отрасли производства сталей, она необходима при создании и выпуске новых материалов, а также контроле выпускаемой продукции современными предприятиями. От правильности и точности проведенного анализа будет зависеть качество и надежность будущей продукции, которая производится с использованием металлов и их сплавов.
Однако очень часто возникает необходимость повысить оперативность контроля, а также иметь возможность автоматизировать контроль. В связи с этим были разработаны физико-химические и физические методы определения состава материалов. Среди этих методов одно из главных мест занимает спектральный анализ.

Портативный анализатор Vanta C

Vanta C (Ванта С) – современный портативный рентгенофлуоресцентный спектрометр (анализатор) нового поколения от компании Olympus. Спектрометр Vanta C позволяет за считанные секунды проводить сортировку лома, подтверждение марки сплава (PMI), контроль качества руды и др., показывая при этом результаты, сопоставимые с результатами оптико-эмиссионного анализа!

XRF-спектрометр Vanta C просто находка для сортировщиков лома, прибор способен работать в самых экстремальных условиях эксплуатации (пыль, грязь, дождь, снег, удары и падения). Специальная система защиты детектора анализатора Vanta максимально снижает возможность его повреждения.

Особенности и преимущества анализатора серии Vanta C:

Области применения анализатора серии Vanta C:

Сортировка лома (в том числе, лома цветных и высокотехнологичных сплавов);
Подтверждение марки сплава PMI (в том числе, сплавов с низким содержанием магния);
Контроль качества металлопродукции;
Геологоразведка;
Анализ рудных концентратов;
Экомониторинг

Преимущества метода

Благодаря высокой избирательности, оказывается возможным быстро и с высокой чувствительностью определить химический состав анализируемого материала. Исследовать состав металла по спектру можно без нарушения его пригодности к использованию, т.е. можно проводить неразрушающий контроль образцов. Несмотря на громадное число аналитических методик, предназначенных для исследования различных объектов, все они основаны на общей принципиальной схеме: каждому химическому элементу принадлежит свой спектр.

Благодаря индивидуальности спектров имеется возможность определить химический состав тела. Сравнительная простота и универсальность спектрального анализа сделали метод основным методом контроля состава вещества в металлургии, машиностроении, атомной промышленности. С его помощью определяют химический руд и минералов, особое место в этой области занимает неразрушающий контроль металлов.

химический анализ

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

совокупность действий, цель которых получение информации о хим. составе материальных тел, а также об их строении (структуре). Под хим. составом понимают вид и количество элементов или их соед. в анализируемом объекте и форму, в которой они присутствуют. Под строением веществ понимают порядок и пространств, расположение составляющих их структурных единиц (молекул, атомов, ионов). Термин «хим. анализ» введен Р. Бойлем в 1661, однако аналит. определения проводились с древнейших времен, а руководства по анализу разл. объектов появились значительно раньше 17 в.

В зависимости от поставленной задачи различают элементный (установление элементного состава), молекулярный (определение хим. соед., напр. оксидов в газовой смеси, орг. веществ в сточных водах), вещественный (установление и определение разных форм существования элемента и его соед., напр. в разных степенях окисления), структурно-групповой (определение функц. групп орг. соединений); фазовый (анализ включений в неоднородном объекте, напр. в минерале), изотопный анализ. Строение веществ устанавливают гл. обр. физ. и физ.-хим. методами анализа, напр., методами структурного анализа.

Х. а. составляет прикладной аспект аналитической химии. Он жлючает ряд последоват. стадий, обеспеченных соответствующими методами; пробоотбор, пробоподготовка, в т. ч. разделение компонентов, обнаружение (идентификация), определение, жработка результатов измерений. Существуют также гибридные методы, сочетающие разделение и определение (напр., в хроматографии), или пробоподготовку, разделение и определение напр., при гравиметрии, определении кремния).

Конкретное воплощение метод находит в методике — подробном описании всех процедур на каждой стадии анализа гттределенного объекта. Для осуществления методики используют приборы, реактивы, стандартные образцА, программы гн ЭВМ и др.

Наиб. значение имеют методы обнаружения и особенно гпределения. Все они основаны на зависимости между хим. составом вещества и к.-л. его хим. или физ. свойством. Свойства, не зависящие от количества вещества, напр. положение линии в спектре, лежат в основе методов обнаружения (качественный анализ); rs-ва. функционально связанные с количеством (или концентрацией) вещества, напр. интенсивность спектральной линии,- в зснове методов определения (количественный анализ). Помимо пары качественной-количественной, можно выделить др. лары видов анализа; валовый-локальный, разрушающий-не-газрушающий, контактный-дистанционный, дискретный-не-згерывный и т. д.

По характеру аналит. сигнала методы определения делят на химические, основанные на взаимод. веществ друг с другом (хим. реакции и процессы) и физические, основанные на взаимод. вещества с потоком энергии. Деление условно — многие методы можно отнести и к той и к другой группе, напр. в фотометрии, методах часто используют реакцию образования окрашенного соединения, а аналит. сигиал получают при взаимодействии этого соед. с электромаги. излучением. Иногда такие методы называют физ.-химическими. Часто физ. и физ.-хим. методы объединяют под назв. «инструментальный анализ». К отдельной группе относят биол. методы, основанные на явлениях, наблюдаемых в живой природе.

Х.а.- основная задача аналит. службы — сети сервисных лабораторий, которые обеспечивают контроль хим. состава продуктов производства, сырья, природных и сточных вод, биомасс (клинич. анализ), предметов искусства и др. Для выполнения этих задач используют спец, нормативы (методич. указания, стандарты, фармакопеи). Пром. Х. а. бывает непрерывным и выборочным, констатирующим и экспрессным (результаты его используют для немедленной корректировки технол. процесса). Х. а. все больше автоматизируется (см. автоматизированный анализ). Важное значение приобретают дистанционные (анализ на расстоянии) и недеструктивные (без разрушения объекта) методы.

Х.а.- существ. часть нормального функционирования ведущих отраслей народного хозяйства, систем охраны природы и здоровья, оборонного комплекса, развития смежных областей знания.

Лит.: Золотов Ю. А., Очерки аналитической химии, М., 1977; Шае-вил А.Б., Аналитическая служба как система, М., 1981; ЗопотовЮ.А., Аналитическая химия: проблемы и достижения, М., 1992.

Химический анализ металлов и сплавов. Назначение и современные методы исследования

Анализ химического состава металлов и сплавов - неотъемлемая часть многих технологических процессов, используемых в различных отраслях промышленности. Исследование позволяет определить присутствия в образце примесей и включений, а также прогнозировать эксплуатационные характеристики готового изделия.

Для решения этой задачи используются анализаторы - надежные и эффективные приборы, способные работать как в производственных, так и лабораторных условиях.

Назначение

Химический анализ позволяет:

определить количественный состав;
исследовать образец на присутствие примесей и определить их концентрацию;
идентифицировать сплав;
выяснить соотношение примесей сплава для его маркировки.

Проведение исследования необходимо для:

экспертизы продукции для определения соответствия действующим стандартам;
непрерывного контроля технологического процесса;
входного контроля исходного сырья;
разработки и создания новых сплавов;
сертификации продукции;
освидетельствования чистых металлов.

Основные требования

Для проведения химического анализа металлов и сплавов могут быть использованы различные методы. Однако не все они удовлетворяют следующим требованиям:

максимальная оперативно;
высокая точность результатов;
использование неразрушающих методов;
простота эксперимента;
применение в производственных условиях.

Методы атомно-эмиссионного спектрального анализа

Атомно-эмиссионный спектральный анализ (АЭСА) металлов и сплавов получил наибольшее распространение в различных отраслях промышленности. С его помощью можно исследовать вещества в различных агрегатных состояниях на присутствие многих химических элементов. Он имеет низкий предел обнаружения элементов, отличается простотой и низкой себестоимостью, что делает целесообразным его использование в лабораториях спектрального анализа металлов, решающих различные аналитические задачи.

Спектрографический

Проводится с использованием спектрографа, который позволяет относительно быстро получить надежные результаты. Метод предусматривает регистрацию атомных спектров на фотопластинку с последующей идентификацией их с помощью планшета или на спектропроекторе.

Спектрометрический

Для исследования пробы применяются приборы с фотоэлектрической регистрацией спектра. Этот вид химического анализа металлов и сплавов относится к объективным методам и позволяет оперативно получать информацию.

экспрессность;
высокая точность результатов;
полная автоматизация процесса;
обработка результатов на ЭВМ и их архивирование.

сложность эксплуатации оборудования;
возникновение проблем оптической и электрической стабильности;
нельзя одновременно регистрировать широкую область спектра.

Визуальный

Отличается от двух предыдущих субъективностью, так как приемником излучения служит человеческий глаз. Несмотря на ограниченные возможности, визуальный спектральный анализ широко используется в промышленности. Особенное значение визуальный метод приобретает при необходимости контроля химического состава легированных сталей в процессе их производства.

экспрессность;
простота;
проведения анализа в месте нахождения проб;
низкая стоимость оборудования.

невысокая точность результатов;
не позволяет определять неметаллические элементы.

Атомно-эмиссионный спектральный анализ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами химического анализа.

Классификация цветных и черных металлов

Большое разнообразие цветных металлов и их сплавов, используемых в хозяйственной деятельности, вызывает необходимость систематизации и упорядочения процесса сбора металлического лома для его последующей металлургической или механической переработки. С этой целью для применения в некоторых странах СНГ разработан Межгосударственный стандарт, известный как ГОСТ 1639-2009, который в качестве национального применяется в Российской Федерации, начиная с 2011 года.

Обозначение продукции

Каждая партия металлолома должна маркироваться строго по ГОСТу. В обозначение включаются следующие сведения:

наименование продукции (в данном случае это металлолом);
указание ГОСТа, которому соответствует данная партия (по цветному лому это ГОСТ 1639);
указание вида лома, соответствующего по совокупности свойств одному из определенных ГОСТом видов;
указание марки металла, сплава.

Выполненная таким образом маркировка партии лома надежно закрепляется на грузе при его хранении, погрузке, перевозке и приемке в месте переработки.

Для чего нужна классификация металлолома

Разделение лома и отходов черных металлов является ответственным этапом переработки вторичного сырья. Правильное определение категории металла важно как для лиц, сдающих лом, так и для принимающих компаний. Основные причины для классификации:

Каждая из категорий лома подвергается индивидуальным способам переработки, что делает эти процессы экологичными и безопасными.
Правильная квалификация разновидностей лома и отходов позволяет оперативно определить вид металлолома и ускорить его сортировку.
Пункты приема устанавливают разную цену на изделия из металлов и сплавов. Зная категорию металла, вы сможете определить цену, которую получите за его сдачу. Например, цветные металлы ценятся выше, чем черные. За 1 кг меди вы можете получить 375 рублей.

Чтобы отнести металл к конкретной категории, достаточно знать, как отличить черный и цветной лом. Один из самых простых способов — приложить магнит. К чермету он будет прилипать, так как там присутствует сплавы железа, а к цветным нет, так как в их составе нет железа. Помимо этого, металлы, содержащие железо подвержены окислению и ржавчине, в отличие от цветных.

Определение видов лома цветных металлов

ГОСТом определяются основные показатели качества, которые позволяют отнести скрап к различным видам. К таким сведениям относятся:

источник образования лома;
физическое состояние;
габаритные размеры;
допустимый вес отдельных кусков и их размер;
химический состав;
степень засорения другими веществами.

По ГОСТу каждому металлу или его сплаву, который может приниматься в качестве вторичного сырья, соответствует несколько видов цветного металлолома. В частности, алюминиевый лом насчитывает 32 вида, никелевый – 26, латунный – 23, вольфрамовый – 17, бронзовый – 15, медный – 13, свинцовый – 11, оловянный – 10, молибденовый – 9, магниевый – 8, ртутный – 6, кобальтовый – 3, кадмиевый – 2.

Для каждого вида металлического лома и отходов, ГОСТом устанавливаются следующие правила:

порядок упаковки;
правила транспортировки;
порядок хранения;
методы контроля;
правила приемки.

Разделение лома черных металлов согласно ГОСТу

К черным металлам относят сталь, железо, чугун и сплавы, из которых производят множество всевозможных изделий (трубы, части автомобилей, строительные конструкции, радиаторы отопления и т.д.).

Согласно ГОСТу вторчермет разделяют по:

Химическому составу (категория):

Углеродистый (категория А) – чистый черный металл, не имеющий в составе посторонних примесей.
Легированный (категория Б) – в составе сырья присутствует примесь.

В зависимости от содержания и типа примесей легированный чермет распределяют на 67 групп.

Содержанию углерода (класс):

Стальной лом / отходы.
Чугунный лом / отходы.

Есть также третья группа, куда входит окалина, присады доменные, шлак сварочный, но их редко можно встретить в пунктах приема, т.к. сырье не представляет особую ценность.

Показателям качества отходов (вид)

Всего существует 28 видов чермета, за каждым из которых закреплен определенный номер:

Из данных букв и цифр складывается «Общее обозначение» вида вторчермета. К примеру, шифр «20А» – значит, что это чугун нелегированный, вторичное сырье.

Физические параметры лома

Цветной лом, предназначенный для последующей переработки и получения годного металла, принимается в следующих физических состояниях:

лом;
кусковые отходы;
стружка;
путаная проволока;
порошок (преимущественно редкие металлы – кобальт, титан, вольфрам, молибден);
паста;
прочие физические состояния.

Каждому виду лома ГОСТом установлены строго определенные физические состояния.

Помимо этого, вы можете сдать на лом ЦАМ (цинк, алюминий, магний), такие сплавы сдают в пункт ЛОМЦВЕТМЕТ.

От чего зависит категория металлолома

Помимо основного деления лома на цветной и черный, существуют еще и дополнительные, более узкие критерии. Можно выделить несколько основных из них, от которых зависит отнесение лома к определенной категории при приеме чермета и цветмета.

1. Вид основного металла. За основу деления на виды лома берется содержание преобладающего металла. Среди видов лома черных металлов принято выделять:

Железный лом. К данной категории черного лома могут быть отнесены как габаритный, так и негабаритный, а также стружка и мелкие отходы.
Чугунный, например, в виде стружки или литья, а также бытовых предметов: чугунные ванны, батареи, канализационные трубы и т.д.
Нержавейка. Это сплав, в котором присутствуют и железо, и цветные металлы. Особенность нержавеющей стали в том, что она может считаться как видом черного лома, так и к цветного. Нержавейку обычно сдают в виде труб, листов, стружки, деталей промышленных станков, автомобилей, приборов.

К цветным металлам относятся:

свинец: пластины, аккумуляторы;
медь: посуда, кабели, электродвигатели, многожильные тросы;
магний: детали самолетов;
алюминиевый лом: провода, стружка, алюминиевые банки, запчасти автомобилей;
медно-латунные радиаторы (о том, как отличить медь от латуни, читайте в нашем блоге);
стружка цветных металлов;
олово, бронза и многие другие.

В отдельную группу определяют драгоценные металлы: серебро, золото, платину.

2. Химический состав стали.

В зависимости от ее состава выделяют следующие категории этого лома:

Углеродистый. К такой марке лома относят сталь с содержанием углерода практически без примесей. Присутствие углерода делает материал твердым и прочным, уменьшая его пластичность и вязкость. При увеличении процента примесей получается уже легирующие металлы.
Легирующий. Эти марки металлолома имеют примеси в составе, которые изменяют свойства стали. Например, чтобы повысить пластичность стали и ее коррозионную стойкость добавляют цветной металл никель. Для придания стали прочности и плотности добавляют также разновидность цветмета — титан.

3. Физическое состояние:

стружка;
кусковые отходы;
паста.

4. Сфера применения:

бытовой лом, например, бытовые приборы, которые вышли из строя;
военный, то есть военная техника и оборудование, которые непригодны для дальнейшего использования;
амортизационный, который включает в себя детали автомобилей, металлических строительных конструкций, железных дорог.

Определение химического состава лома

Химический состав металлолома определяется лабораторным путем с применением специального оборудования для исследования проб, взятых из партии лома. Наиболее ценное вторичное сырье – нелегированные металлы с малым количеством примесей, хотя в количественном отношении концентрат чистых металлов встречается в ломе не часто.

Основную часть цветного металлолома обычно составляют сплавы. Соответствие партии скрапа определенному виду определяется во время приемки по тому элементу, удельный вес которого преобладает в сплаве.

Исследование химического состава позволяет точно определить марку металла (сплава) для отнесения к конкретному виду металлолома и выполнения маркировки в соответствии с ГОСТом 1639.

Черный лом: что это и откуда он берется?

К лому черных металлов относят лом железа и его сплавов с углеродом – чугуна, стали (в том числе и нержавеющей) и прочих ферросплавов.

От количества углерода и других примесей в сплаве зависит качество продукта. Лом черных металлов в основном представлен стальным ломом.

Основными составляющими железного лома, возникающего на производстве, являются стружка, окалина, отработавшие свое изделия, запчасти машин и механизмов, отходы металлообработки и прочий металлический мусор, пригодный для дальнейшей переработки. Переработка лома черных металлов относится к утилизации промышленных отходов.

В промышленности, как правило, лом черных металлов образуется в следующих отраслях:

металлургия,
металлопереработка,
машиностроение,
электротехническая промышленность,
приборостроение.

Однако лом черных металлов часто возникает в результате внепроизводственной деятельности:

на объектах железной дороги (различное оборудование, рельсы, вагоны);
на строительных площадках (выработавшие свой ресурс строительные металлоконструкции);
при демонтаже производственных, жилых или коммерческих зданий и сооружений;
в быту (вышедшая из строя бытовая техника, трубы, батареи, ванны и т. п.);
при утилизации транспортных средств.

Лом черного металла — ценное и необходимое сырье.

Параметры засоренности скрапа по ГОСТу

ГОСТом 1639 определяются характеристики и допустимое значение засоренности партии лома. К каждому виду предъявляются определенные требования по засоренности:

бумагой;
синтетическими материалами;
пластиком,
оплеткой;
маслами;
лакокрасочными покрытиями;
жирами;
железом;
другими материалами;
грязью.

Уровень засоренности определяется в процентном отношении к массе принимаемого скрапа. Превышение предельного уровня засоренности лома каждого вида, готового к отправке на переработку, не допускается.

Виды лома черных металлов

Металлические отходы делятся на категории, определенные государственным стандартом. Такое деление способствует более эффективной переработке лома. К переработке допускается только отсортированный лом. При покупке лома черных металлов цена нередко зависит от категории лома. Таким образом, умение ее определять – важный аспект деятельности фирмы-продавца металлолома. Все необходимые критерии можно найти в стандартизирующих документах (ГОСТ).

Соблюдение требований безопасности при обращении с цветным ломом

Любая партия лома без исключений проверяется на наличие вредных и опасных для жизни и здоровья человека, показателей:

уровень радиации;
наличие загрязнений вредными химическими веществами;
взрывоопасность.

Любой груз должен иметь соответствующее удостоверение установленной ГОСТом формы. Если скрап прошел дезактивацию для очистки от радиационного загрязнения, то партия лома должна сопровождаться соответствующими документами, выданными организациями, имеющими право заниматься данным видом деятельности.

ГОСТ 1639 содержит требования по обращению с отходами с учетом их вредного воздействия на организм человека. Здесь определены:

наименование металлов и вредных соединений;
описание воздействия вредных веществ на человеческий организм;
возможные пути попадания вещества в организм;
ПДК в воздухе и питьевой воде в зоне выполнения работ;
класс опасности (от I до IV).

Наивысший класс опасности имеет лом I класса, наименьший – лом IV класса.

ГОСТом определены содержащиеся в ломе цветных металлов:

виды веществ, известных своими пожаровзрывоопасными свойствами;
температура, при которой происходит самовоспламенение веществ;
нижний концентрационный уровень распространения огня;
средства тушения каждого вида пожаровзрывоопасного вещества.

Проверке на взрывобезопасность подвергают весь без исключения скрап цветных металлов при хранении, перевозке, разгрузке, сортировке, разделке и других операциях по переработке данного вида вторсырья.

ГОСТом установлены основные правила обеспечения безопасности при приемке и переработке отдельных, наиболее опасных видов лома.

Читайте также: