Оперативное и точное определение вида металла или состава сплава требуется во многих отраслях промышленности. Но особенно востребован такой анализ в работе с вторсырьем из металла.

Ведь «на глаз» определить точный состав и качественные показатели не сможет даже опытный приемщик или поисковик.

Для того чтобы быстро выяснить состав сплава и его истинную стоимость, используют анализатор металлов. Другое название этого прибора — спектрометр.

Благодаря этому прибору можно точно выяснить, медь это или сплав, который содержит большой процент меди. Также можно выяснить точное количество никеля в нержавеющей стали. И все это без разрушения объекта – лом не надо распиливать или извлекать из него искры.

Прибор полезен тем, кто работает с ломом черных и цветных металлов. Еще при помощи анализатора можно выяснить присутствие в сплаве тяжелых металлов, что важно для безопасности и соблюдения законов.

Подробно о лицензировании сдачи и приема цветных металлов читайте в этой статье, а если черных — здесь.

Виды и принципы работы анализаторов

Анализатор — сложный высокотехнологичный прибор, который требует серьезных материальных вложений. Любителей сделать все своими руками придется разочаровать: данных о такой возможности не нашлось.

Существует два вида этих устройств:

  • лазерный, использующий оптическую эмиссию;
  • рентгеновский, получающий информацию об объекте с помощью рентгеновских лучей.

Исходя из этого принципа работы, анализаторы делятся на:

  1. Оптико-эмиссионные.
  2. Рентгенофлуоресцентные.

Оптико-эмиссионные

При исследовании:

  • конструкций,
  • деталей,
  • заготовок,
  • слитков и прочего

применяют метод как искрового анализа, так и воздухо-дугового. Возможно также сочетание сразу двух методов. При искровом, правда, необходимо незначительное испарение металла или сплава.

Аргон или воздух является рабочей средой оптико-эмиссионных анализаторов металлов и сплавов. Чтобы поменять режим работы прибора, достаточно заменить на датчике насадку. Химический состав металла распознают по излучению и регистрируются оптическим спектрометром.

Принцип работы оптико-эмиссионного анализатораАнализ сплавов проводят в нескольких режимах:

  • «марочник» определяет марку металла при помощи таблицы;
  • «отпечаток пальца» – эталонный спектр сравнивается со спектром сплава;
  • режим «да–нет» определяет заданный параметр или заданную марку металла.

Эти приборы имеют большие возможности для работы со следующими сплавами:

  • ферритовыми;
  • неферритовыми;
  • инструментальными;
  • низколегированными;
  • нержавеющей сталью;
  • алюминиевыми;
  • титановыми;
  • на основе никеля, кобальта, цинка и меди;
  • многими другими.

Для использования при анализе в пунктах приема или при копе черного или цветного металла обычно используют портативные, то есть ручные приборы. Ведь даже небольшие мобильные анализаторы не предназначены для постоянного перемещения.

Оптико-эмиссионные анализаторы оснащены насадками разных форм и размеров, которые применяются для работы в труднодоступных местах.

Рентгенофлуоресцентные

Светочувствительные элементы анализатора определяют до 45 химических элементов. Такие анализаторы работают быстро и контроль также проводится без разрушения объекта исследования.

Вес и габариты их небольшие, а корпус пылевлагонепроницаемый, что облегчает работу с прибором. Программное обеспечение анализатора позволяет выполнять следующие действия:

  • устанавливать эталоны пользователя;
  • задавать параметры;
  • подключать принтер и распечатывать полученные данные.

Принцип работы рентгенофлюорисцентного анализатораРентгенофлуоресцентные анализаторы (спектрометры) распространяются все шире благодаря:

  • компактности;
  • невысокой цене;
  • простоте использования.

Такие анализаторы не «видят» элементы, у которых атомный номер ниже 11. Аппарат не регистрирует «легкие элементы», которые расположены в первых двух строчках таблицы Менделеева.

Это касается и углерода, что делает невозможным применение анализатора для проверки количества углерода в чугунах и сталях.

Некоторые производители утверждают, что их приборы способны улавливать углерод, но это касается только поверхности объекта, и данные могут быть неточными.

Плюсы и минусы

Названные выше типы анализаторов обладают немного различными качествами и имеют как плюсы, так и минусы. Чтобы проще было разобраться в их достоинствах и недостатках, мы составили списки, куда включили все важные качества.

Оптико-эмиссионные

Вот основные достоинства и недостатки этих устройств:

  • обнаруживают даже незначительные примеси в металлах. Необходимая функция для проверки чермета, где в сплаве важно количество фосфора, углерода и серы;
  • благодаря высокой точности, подходят для проведения сертификационного анализа;
  • аппарат продают с уже загруженными в него аналитическими программами (калибровками). Это осложняет анализ сплава неизвестного происхождения, ведь прибор опознает только известный ему сплав;
  • обязательно надо провести подготовку пробы — образец затачивают на шлифовальном круге или обрабатывают напильником. Это делают чтобы снять верхний загрязненный слой.

Рентгенофлуоресцентные

Вот основные достоинства и недостатки:

  • менее точны, но, для работы с ломом и сортировочных задач их способностей хватает;
  • этот метод анализа можно назвать универсальным – прибор обнаружит все элементы, которые находятся в его диапазоне чувствительности, в том числе, и тяжелые;
  • поверхность анализируемого объекта можно не обрабатывать с особой тщательностью, с него достаточно удалить краску или ржавчину.

Лазерный анализатор металлов (оптико-эмиссионный)

Анализ химического состава фермовой конструкцииИз-за быстроты проведения анализа и относительной точности прибор является популярным. У него низкие пределы обнаружения и невысокая себестоимость каждого отдельного анализа.

Лазерный анализатор металлов применяется не только для определения состава сплава в пунктах приема, но и во многих областях металлургии и машиностроения.

Объект исследования нагревается, начинает испускать свет.

Каждый элемент дает свой спектр, который и анализируется. Металл нагревается разными путями:

  1. Электрической дугой.
  2. Электромагнитным полем.
  3. Лазером.
  4. Газовым пламенем.

Для ручных портативных анализаторов, которые чаще всего и используются во вторичной металлургии для анализа лома, обычно применяется лазерный метод.

Рентгеновские анализаторы

В каждом таком аппарате есть:

  • рентгеновская трубка, которая флюоресцирует;
  • детектор;
  • устройство, проводящее регистрацию;
  • модуль управления.

Важной особенностью, которая необходима для крупных приемочных пунктов, является адаптация прибора под твердотельный режим функционирования.

Этот тип приборов проводит анализ сразу нескольких десятков элементов в сплавах. Размер пробы может быть ничтожно мал, к примеру, стружка.

Вообще, подойдут даже шлакообразные и пылеобразные элементы до 50 мкм. Работают быстро, так как их не надо каждый раз калибровать под проведение нового анализа. Отдельная настройка осуществляется лишь под определенные сложные задачи.

Портативный анализатор металлов

Каждый из типов анализаторов может быть:

  1. Стационарным.
  2. Мобильным.
  3. Портативным.

Стационарные находятся в специально подготовленных помещениях и занимают много места. Используются там, где нужна идеальная точность и широкие возможности.

Мобильные выполняют в виде переносных устройств (кейсов) или блоков на колесиках. Их применяют на комбинатах, заводах, лабораториях контроля качества.

Определение состава стружки рентгеновским анализаторомПортативные анализаторы  металлов и сплавов – самые маленькие и компактные, при проведении анализа их держат одной рукой.

Они защищены от внешних механических воздействий для использования «в полевых условиях».

Портативные датчики будут особенно полезны для тех, кто добывает металл на полях с помощью металлоискателя.

Более подробно о таком способе добычи читайте в этой статье. А здесь вы узнаете о наиболее популярных моделях металлоискателей.

Разработка ручного портативного анализатора сплавов совершила настоящий прорыв во многих отраслях, связанных с металлами. Теперь для базового проведения анализа не надо иметь лабораторию и громоздкий анализатор. Прибор в виде пистолета используется прямо на месте. Это сильно упростило работу сборщиков и приемщиков цветмета.

Линейка портативных анализаторов представлена:

  • рентгенофлуоресцентными;
  • лазерными;
  • лазерно-искровыми;
  • рамановскими.

Наибольшее распространение в области вторичной переработки металлов получили рентгеновские и лазерные анализаторы.

Так как прибор дорогостоящий, необходимо просчитать, как быстро он окупится. Нужно помнить также о возможности аренды или покупки б/у анализатора.

Компактные портативные анализаторы появились в 1998 году. Тогда они были очень дорогими. Сейчас на отечественные или заграничные модели портативных анализаторов металлов цена начинается от 14–16 тысяч долларов. Прибор не из дешевых, поэтому важнейшим условием является время его окупаемости.

Принцип и преимущества

Принцип работы портативных устройств такой же, как и в стационарных. Стационарные занимают много места и требуют специальных навыков обращения. Научится работать с портативными проще. Весят такие приборы в среднем 1,5–2 кг, батареи хватает на несколько часов.

Стационарный спектрометр SPECTROMAXУ них есть жидкокристаллический дисплей, на который выводится информация о составе в виде применяемых в химии обозначений.

У прибора есть возможность накапливать и хранить информацию, в том числе, результаты анализов и фотографии.

Точность – 0,1%, чего с головой хватает для работы в сфере вторичной переработки.

Вот что можно проверять с помощью портативного анализатора:

  1. Конструкции больших размеров.
  2. Конструкции сложной формы.
  3. Слитки.
  4. Мелкие детали.
  5. Трубы.
  6. Пруты.
  7. Заготовки.
  8. Электроды.
  9. Стружку и металлическую пыль.

Основные производители

  1. Olympus Corporation.
  2. FPI (Focused Photonics Inc).
  3. Bruker.

Olympus Corporation

Японская компания, известная своими товарами в области оптики и фототехники. Ее анализаторы металлов пользуются популярностью, так как считаются по-японски надежными и находятся в среднем ценовом сегменте.

Компания вкладывает деньги в научно-технические разработки и усовершенствование программного обеспечения. Для портативных анализаторов создана технология Delta X-act Count, благодаря которой уменьшились скорость и пределы обнаружения.

FPI (Focused Photonics Inc)

Китайская компания, которую основали выпускники американских престижных ВУЗов. Считается одним из лидеров по производству всяческих систем для контроля за экологией окружающей среды. Их анализаторы металла также пользуются спросом.

Портативный анализатор металлов FPI несколько дешевле, чем у основных конкурентов.

Bruker

Немецкая компания, основанная более 50 лет назад. Производство, лаборатории и представительства находятся в 90 странах. Состоит из четырех подразделений, которые занимаются разными направлениями. Разработкой и производством систем анализа металлов занимается Bruker AXS и Bruker Daltonics.

Считаются качественными и довольно распространены на рынке России благодаря хорошей работе представительств.

Существует также ряд отечественных организаций, которые занимаются разработкой и производством анализаторов. Обычно для работы с ломом цветных и черных металлов возможностей их продукции вполне хватает, а стоят устройства заметно дешевле.

Искать их надо в зависимости от вашего местонахождения.

Цена приборов и от чего она зависит

Cпектрометр PMI-MASTER ASRЕсли говорить о стоимости анализаторов металлов и сплавов, цена на прибор формируется на основе четырех основных параметров.

Это:

  1. Тип устройства.
  2. Диапазон элементов, которые прибор способен измерять.
  3. Точность.
  4. Страна-производитель.

Самые дорогие приборы чаще всего – это японские и западные оптико-эмиссионные и рентгенофлуоресцентные. Цена их высокая не только за счет дорогого производства, новейших технологий, таможенных сборов и статуса.

Обычно приходится платить отдельно за каждую отдельно взятую аналитическую программу для сплавов с основой из:

  • железа;
  • титана;
  • меди;
  • алюминия;
  • других металлов.

При этом отечественные программы дешевле.

Наиболее дешевый китайский портативный анализатор металлов, цена на который 15–20 тысяч долларов. Исследования сайтов компаний показало, что большинство сделок по приобретению анализаторов металлов и сплавов проводятся в закрытом режиме, информация о цене предоставляется после личного контакта по телефону или при переписке.

Выбирая тот или иной прибор, интересуйтесь также и ценой сервисного обслуживания. Ведь если анализатор поломается, придется либо приглашать специалиста с другой страны, либо высылать прибор почтой, что влетит в копеечку.

Популярные модели и их стоимость

Цены могут отличаться от тех, которые покупатель получит при личном контакте с продавцом, так как те не любят афишировать стоимость своего товара.

Стационарные

Подойдут разве что большим базам приема металлолома, которые получают большое количество однородного металла за раз.

Анализатор металлов М5000. Несмотря на то, что он – стационарный, размеры его компактные и он может поместиться на стол. Применяется больше на производстве, в том числе, вторичной металлургии. Эксперты и участники рынка отзываются о M5000 как об аппарате, в котором оптимально сочетаются цена и качество.

Опознает все элементы, использующиеся в металлургии. Энергоэффективен, с низким уровнем шума. Подходит для крупных приемщиков. Цена около 21 000 долларов.

Портативные

Китайский передвижной анализаторНаиболее предпочтительный вариант для пунктов приема. И единственное решение для тех, кто собирает и копает металл.

Приемщики, выезжающие на объекты, также пользуются портативными анализаторами металлов и сплавов, цена на которые не ниже, чем на стационарные, а достоинством является лишь мобильность устройства.

Вот описание нескольких моделей:

  1. Olympus Vanta. Считается одним из самых лучших портативных анализаторов металла. Относится к рентгенофлуоресцентным аппаратам. Если цена подходит, этот прибор отлично подходит для приема и переработки металла. Его применяют как для сортировки, так и для подтверждения марки. Цена – около 30 000 долларов.
  2. Olympus Delta. Отличается быстротой – прибору нужно лишь несколько секунд. Идентифицирует, в зависимости от поставленной задачи, более 26 элементов. Его чаще всего используют как в пунктах приема, так и во время поиска лома в полях. Без проблем определяет составы цветных, черных и легких сплавов, низколегированной стали. Его охотно используют как приемщики, так и те, кто сдает металл. Анализатор металлов Olympus Delta Classic Plus обойдется в 27 000 долларов.
  3. MIX5 FPI. Мощная рентгеновская трубка, которая способна точно выявлять тяжелые металлы. Очень прост в эксплуатации – оператор просто нажимает кнопку и получает результат. Скоростной анализ – требуется около двух секунд. Стоимость – 23 000 долларов.
  4. ЛИС-01. Отечественный аппарат, произведенный «Научно-производственным предприятием «Структурная Диагностика» из Екатеринбурга. Подходит для сортировки лома, производит входной и выходной контроль металлов и сплавов. Цена – 15 600 долларов, что значительно ниже зарубежных приборов. Поэтому подойдет для покупателей, которые не располагают большими суммами.

Как сэкономить

Далеко не каждый, кто работает в сфере металлического вторсырья, обладает достаточной суммой для покупки этого дорогостоящего оборудования. Бывает, что пункт приема только недавно открылся, и у хозяина еще нет свободных средств для покупки анализатора.

Аренда

Брать анализатор металла в аренду на долгое время невыгодно. На тематических форумах участники указывают, что можно взять в аренду прибор за 150-300 долларов за день. Эта возможность целесообразна только если вам необходимо единожды проверить крупную партию металла. Аренда – хороший вариант, если необходимо провести ревизию.

Поисковики берут в аренду анализаторы в случае, если, к примеру, обнаружили не найденную еще нетронутую свалку металлолома и хотят прикинуть, сколько заработают на этом.

Покупка б/у

Анализатор в пункте приема цветного металлаНедорогой вариант как для приемщиков, так и для поисковиков. В частных объявлениях можно найти как относительно новые, так и устаревшие модели.

Можно купить анализатор металлов и сплавов, цена на модель бу которого составит примерно 8700 долларов.

Как пример можно рассмотреть Innov-X Alpha-2000 2008 г выпуска. Другие модели доступны за схожую цену.

Покупка бывших в употреблении анализаторов имеет ряд минусов и возможных негативных последствий.

Во-первых, на них никто не дает стандартную гарантию в один год.

Во-вторых, вам неизвестен ресурс рентгеновской трубки (если это рентгенофлуоресцентный анализатор металлов). У прибора могут быть неисправности, которые продавец скроет от покупателя.

Прибор стоит как машина среднего класса, поэтому вас могут обмануть, ведь неизвестно, при каких условиях его хранили и использовали. Если это происходило неправильно, высок риск того, что в аппарате поврежден детектор. Его замена стоит дорого и сведет на нет любую экономию при покупке б/у прибора.

Альтернативный вариант — лаборатория

Если партия металла, которая заходит в пункт приема или найдена поисковиком однородная, можно воспользоваться лабораториями при металлургических комбинатах и НИИ. Обычно одна такая экспертиза стоит около 500 рублей. Такие лаборатории надо искать неподалеку.

Подведем итоги

Анализатор состава металлов и сплавов – вещь, безусловно, нужная для людей, которые занимаются:

  • переработкой;
  • приемом;
  • сбором

черного и цветного металла.

Пользоваться прибором выгодно, так как без него можно пропустить дорогостоящий сплав, что приведет к убыткам.

При покупке важнее всего просчитать, как быстро он окупится. Это зависит от масштабов вашей работы, независимо от того, поисковик вы, перекупщик, который производит выезды к клиенту или хозяин пункта приема. Для окупаемости анализатора надо работать с большими объемами металла.

Из этого видео вы узнаете о том, как пользоваться портативным анализатором металлов и сплавов: