소재 검증 기술의 이해 및 선택

원자재 배송이 제작업체의 입고 도크에 나타날 때 서류를 읽고 자재를 식별할 수 있습니까? 그럴 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 휴대용 합금 ID 도구를 사용하면 금속의 화학적 구성을 빠르게 확인할 수 있습니다. 써모 피셔 사이언티픽

어느 날이든 일반적인 제조 공장에서는 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 합금, 때로는 마그네슘 등 소수의 재료를 취급합니다. 첨부된 서류는 재료를 식별하지만, 제작자는 주문한 것을 실제로 받았는지 어떻게 판단합니까? 대부분의 경우 배송된 금속이 재료 테스트 보고서(MTR)와 일치하는지 확인하는 것이 좋습니다. 재료를 테스트 실험실로 보내지 않고 이를 수행하기 위해 제작자는 원소 분석 장치를 사용할 수 있습니다.

원소 분석 기술은 금속 제조자가 재료 검증을 위해 값비싸고 시간이 많이 걸리는 실험실 테스트나 기초적인 스파크 또는 산 테스트에 의존해야 했던 시절부터 크게 발전했습니다. 기술 발전으로 인해 휴대용 기기로 분석 프로세스를 수행할 수 있게 되었으며, 이는 이제 실험실 수준의 원소 분석을 작업 현장에서 몇 초 만에 완료할 수 있음을 의미합니다. 이 기능은 위험을 완화하고 생산성을 크게 향상시키는 데 도움이 됩니다.

XRF(X선 형광), LIBS(레이저 유도 분해 분광학), OES(광 방출 분광학) 등 사용 가능한 기술을 구별하고 어느 기술이 특정 응용 분야에 가장 적합한지 결정하는 것은 어려울 수 있습니다.

비파괴 검사인 XRF는 장비에 있는 소형 X선관에서 생성되는 고에너지 X선을 금속 샘플에 조사합니다. 이로 인해 샘플의 원자가 샘플에 존재하는 원소에 고유한 2차(또는 형광) X선을 방출하게 됩니다. 기기 탐지기는 2차 X선을 측정하고 분석하여 화학적 특성과 테스트 중인 금속 내 농도를 결정합니다. 이러한 기능 덕분에 XRF는 재료 구성의 정성적, 정량적 분석 모두에 유용합니다.

OES 장비는 고전압 전기 펄스를 보내 샘플의 원자를 여기시킵니다. 그런 다음 샘플은 OES 장치의 분광계로 측정 및 분석할 수 있는 아크 스파크를 방출합니다. 여기에서 OES 시스템은 테스트 중인 샘플의 화학적 구성을 결정합니다.

LIBS 분석기는 여기된 원자와 이온의 플라즈마를 생성하는 고도로 집중된 레이저로 샘플 표면을 제거합니다. 이러한 원자가 바닥 상태로 붕괴되기 시작하면 각 요소에 고유한 빛의 파장이 방출되며, 이 빛은 LIBS 장치의 분광계로 분석됩니다. XRF와 마찬가지로 LIBS 분석도 정량적 측정과 정성적 측정 모두에 사용될 수 있습니다.

OES와 LIBS는 최소한으로 파괴적입니다. 샘플에 미세한 탄 자국이 남습니다.

금속 제조자는 기술을 선택할 때 이식성, 속도 및 사용 편의성을 포함하여 여러 가지 고려 사항을 염두에 두어야 합니다.

이식성은 생산성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 다행스럽게도 LIBS와 XRF 분석기는 모두 가볍고 휴대용입니다. 이는 매장이나 창고 등 거의 모든 위치에서, 심지어 접근하기 어려운 곳에서도 쉽게 분석을 수행할 수 있음을 의미합니다. OES는 모바일 기술이지만 휴대용이 아닙니다. 제한된 작업 공간에서는 조작하기 어려운 푸시 카트가 필요합니다. 오늘날 가장 진보된 LIBS 분석기의 무게는 6파운드에 불과합니다. (2.9kg), 모바일 OES의 무게는 최대 80lbs입니다. (36kg).

사용 속도와 관련하여 주요 요인에는 기기 설정 및 유지 관리, 시료 준비 및 분석 속도가 포함됩니다.

세 가지 기술 중에서 XRF가 가장 사용하기 쉽습니다. 일상적인 설정이나 유지 관리가 필요하지 않은 포인트 앤 슛 장치입니다. LIBS 설정은 상대적으로 최소화되어 약 10분 정도 소요되는 2단계 프로세스가 필요합니다. OES의 일일 설정에는 여러 단계가 필요하며 완료하는 데 15~20분이 소요됩니다. LIBS 및 OES 기기는 정기적인 청소가 필요합니다.