الخصائص التقنية الأساسية للأشعة تحت الحمراء عالية التردد

محلل الكربون والكبريت: لماذا أصبح "الجهاز الرئيسي" للاختبار الصناعي

بالمقارنة مع طرق تحليل الكربون والكبريت التقليدية (مثل المعايرة الكيميائية واحتراق فرن الأنبوب)، فإن محلل الكربون والكبريت بالأشعة تحت الحمراء عالية التردد له مزايا كبيرة، تنعكس بشكل أساسي في النقاط الأربع التالية:

1. كفاءة تحليل عالية: اختبار كامل "على مستوى الدقيقة"

لا يتطلب تحضيرًا معقدًا للعينات (يقتصر الأمر على الطحن حتى حجم الجسيمات المناسب، عادةً 100-200 شبكة)، حيث يستغرق الاختبار الواحد 30-120 ثانية فقط (بما في ذلك عمليات الاحتراق والتنقية والاختبار)، وهو ما يتجاوز بكثير كفاءة طرق المعايرة الكيميائية التي تستغرق ساعة واحدة. هذا يجعلها مناسبة للاختبار السريع لعينات الدفعات (مثل التحليل السريع في أفران مصانع الصلب).

2. دقة عالية وحساسية: تلبي متطلبات تحليل التتبع/التتبع الفائق

نطاق اكتشاف الكربون: 0.0001٪ -10٪ (الكسر الكتلي)، نطاق اكتشاف الكبريت: 0.00005٪ -5٪، يمكن أن يصل الحد الأدنى للكشف (LOD) إلى 0.1 جزء في المليون للكربون و 0.05 جزء في المليون للكبريت، وتلبية المتطلبات الصارمة لـ "الكبريت المنخفض والكربون المنخفض" في السبائك الراقية، والمسبوكات الدقيقة، وما إلى ذلك (على سبيل المثال، يجب أن يكون محتوى الكبريت في الفولاذ المستخدم في صناعة الطائرات ≤0.005٪).

3. استقرار جيد: يقلل من الخطأ البشري

التشغيل الآلي بالكامل (بدء التشغيل بزر واحد بعد وزن العينة)، مما يلغي الحاجة إلى المعايرة اليدوية وتطوير اللون والخطوات الأخرى، وبالتالي تجنب الأخطاء التشغيلية البشرية؛ استقرار درجة حرارة الاحتراق الحثي عالي التردد والتحكم الدقيق في تدفق الأكسجين يضمن أن الانحراف المعياري النسبي (RSD) للاختبارات المتعددة لنفس العينة هو ≤0.5٪ (يمكن أن تحقق النماذج عالية الدقة ≤0.2٪).

4. مجموعة واسعة من العينات القابلة للتطبيق: تغطي عينات صلبة من صناعات متعددة

تشمل أنواع العينات التي يمكن اختبارها ما يلي:

المواد المعدنية: الفولاذ، الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك الألومنيوم، سبائك النحاس، سبائك التيتانيوم، سبائك عالية الحرارة، الخ.

المواد غير المعدنية: الخامات (خام الحديد، الحجر الجيري)، فحم الكوك، الفحم، الأسمنت، السيراميك، المواد المقاومة للحرارة، وغيرها؛

أخرى: المحفزات، التربة، المواد الصلبة الناتجة عن النفايات، وما إلى ذلك (تتطلب التوافق مع عوامل تسريع مختلفة، مثل إضافة عامل الحديد النقي عند اختبار الخامات).

سيناريوهات التطبيق النموذجية: من الإنتاج الصناعي إلى مراقبة الجودة

الأشعة تحت الحمراء عالية التردد أجهزة تحليل الكربون والكبريت تُستخدم في جميع مراحل الإنتاج، ومراقبة الجودة، والبحث والتطوير. فيما يلي ثلاثة سيناريوهات رئيسية:

1. الصناعة المعدنية: التحليل السريع في الفرن ومراقبة جودة المنتج النهائي

تحليل الفرن: أثناء صهر الفولاذ، من الضروري مراقبة محتوى الكربون والكبريت في الفولاذ المنصهر آنيًا (يحدد الكربون صلابة الفولاذ، وقد يؤدي الكبريت الزائد إلى "هشاشة" الفولاذ عند التسخين). يوفر محلل الكربون والكبريت نتائج سريعة، مما يُرشد المُشغلين إلى تعديل عملية الصهر (مثل إضافة مُزيلات الأكسدة أو مُزيلات الكبريت) لمنع إنتاج منتجات دون المستوى المطلوب.

اختبار المنتج النهائي :يتم إجراء عمليات تفتيش عشوائية لمحتوى الكربون والكبريت على المواد الفولاذية والسبائكية قبل الشحن لضمان الامتثال للمعايير الوطنية (على سبيل المثال، GB/T 20123-2006 الصينية "تحديد إجمالي محتوى الكربون والكبريت في الفولاذ - طريقة امتصاص الأشعة تحت الحمراء بعد الاحتراق في فرن الحث عالي التردد").

2. معالجة المواد والتصنيع: ضمان معايير جودة المنتج العالية

تفرض صناعات الطيران وقطع غيار السيارات متطلبات صارمة للغاية لنقاء المواد (على سبيل المثال، يجب أن يكون محتوى الكبريت في السبائك عالية الحرارة المستخدمة في شفرات توربينات المحركات أقل من 0.001%). تستطيع أجهزة تحليل الكربون والكبريت اختبار محتوى الكربون والكبريت في المواد الخام والمنتجات النهائية بدقة، مما يمنع تلف المكونات الناتج عن تجاوز محتوى العناصر الحدود المحددة.

في التصنيع الميكانيكي، يؤثر محتوى الكربون في قطع الحديد الزهر بشكل مباشر على متانتها (على سبيل المثال، يجب أن يتراوح محتوى الكربون في الحديد المطاوع بين 3.6% و3.8%). ويمكن للمحلل التحقق بسرعة من استيفاء المصبوبات للمعايير المطلوبة.

3. صناعة التعدين والطاقة: تقييم تركيب المواد الخام

في تعدين خام الحديد، يمكن تقييم قيمة صهره عن طريق اختبار محتوى الكربون والكبريت في الخام (على سبيل المثال، يجب أن يخضع خام الحديد عالي الكبريت أولاً لمعالجة إزالة الكبريت، وإلا فإنه سيزيد من تكاليف الصهر).

في صناعة الفحم والكوك، يُحدد محتوى الكربون القيمة الحرارية، بينما يؤثر محتوى الكبريت على إمكانية إنتاج تلوث ثاني أكسيد الكبريت أثناء الاحتراق. تُساعد أجهزة التحليل في تحديد جودة الوقود.

يمكن أن يؤثر أداء أجهزة تحليل الكربون والكبريت بالأشعة تحت الحمراء عالية التردد بشكل مباشر على جودة المنتج وكفاءة الإنتاج وتحسين العملية، كما تلعب دورًا لا غنى عنه في تعزيز التطوير عالي الجودة في صناعة التصنيع.