Стилоскоп что это такое
Стилоскопирование. Определение химического состава сварного шва для увеличения прочности изделия
Во время соединения металлов путем сваривания внутри шва или на его поверхности за счет высокой температуры дуги могут появляться практически незаметные дефекты. Любой из них отрицательно влияет на прочность конечного изделия, так как мельчайшие трещины могут привести к разгерметизации.
Что такое стилоскопирование сварных швов, в чем суть данного метода
Существует несколько методов, применение которых позволяет выявлять мелкие дефекты шва перед использованием. Один из самых доступных – стилоскопирование, в основе которого лежит спектральный анализ. Способ направлен на выявление количества легирующих примесей в сварном шве. Иными словами, можно определить химический состав металла в месте соединения.
ГОСТы, используемые для работы
Существует несколько документов, четко регламентирующие все нюансы, связанные с процессом стилоскопирования:
Области применения
Контролю подвергаются любые изделия, выполненные из легированной стали (в ее состав, помимо стандартных примесей, вводят специфические элементы для достижения желаемой прочности, стойкости и других показателей. К таким элементам относится хром, азот, никель и др).
Химический состав шва проверяют у любых емкостей и труб, которые впоследствии будут подвергаться воздействию высокого давления и химически агрессивных сред.
Метод актуален для тех производств, где важно четкое соблюдение состава сплавов. Он не используется на небольших частных предприятиях, металлоконструкции которых не нуждаются в высоком уровне контроля.
Технология
Процедура проверки несложная, но требует наличия специального оборудования и определенных навыков оператора.
Используемое оборудование
Стилоскоп – оборудование, которое позволяет провести стилоскопирование. Бывает двух типов: стационарный (используется в лаборатории) и переносной (подходит для производств).
Независимо от размера, они очень похожи и обладают рядом идентичных узлов.
Главный элемент стилоскопа – электрод, основной функцией которого является зажигание дуги на изделии. Чаще всего его изготавливают из стали, вольфрама или меди и устанавливают на головку прибора. При помощи шлифовального круга (реже токарного станка) конец электрода необходимо затачивать, чтобы он корректно работал. Специалист должен иметь при себе целый набор сменных электродов, потому что замеры можно производить только один раз, после чего они нуждаются в очередной коррекции.
Второй основной элемент стилоскопа – генератор, подсоединенный к корпусу. Благодаря ему, на сам стержень подается ток, который, в свою очередь, возбуждает дугу. От нее исходит свет, который, проходя через пары металла, проникает в щель. Ее ширина в зависимости от типа прибора колеблется от 0,01 до 0,02 мм.
Один из ключевых элементов стилоскопа – ряд линз, благодаря которому, можно определить точный химический состав примесей.
Трехлинзовая система, или фотометрический клин имеет разные фокусные расстояния. Он сначала принимает пучок света на две призмы, который затем отражается и направляется в объектив окуляра. Такая система, как правило, сменная и имеет разную степень увеличения.
Порядок проведения процедуры
Преимущества и недостатки метода
Метод широко распространен, благодаря ряду положительных аспектов:
Несмотря на то что метод прост и безопасен, его применение затрудненно из-за некоторых недостатков:
Стилоскопирование: неразрушающий контроль
4,56 (Проголосовало: 34)
Общий порядок выполнения процедуры неразрушающего контроля установлен положениями приказа Ростехнадзора от 21 ноября 2016 года N 490. Данный нормативный документ определяет общие условия применения методов, безопасных для проведения анализа, а также определяет правила реализации соответствующих работ. Перечень основных методов неразрушающего контроля и типовые технологии их использования описаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 18353-79. Указанный стандарт содержит около десяти различных позиций. Кроме того, в нем указывается, что этот список может быть дополнен другими способами проверки целостности объектов.
Определение
Стилоскопирование – это метод, который помогает быстро определить химический состав металла сварного шва на соответствие нормам нормативно-технической документации. Это поможет определить наличие углерода, серы, фосфора, хрома, никеля и т.д.
Общий порядок выполнения процедуры неразрушающего контроля установлен положениями приказа Ростехнадзора от 21 ноября 2016 года N 490. Данный нормативный документ определяет общие условия применения методов, безопасных для проведения анализа, а также определяет правила реализации соответствующих работ. Перечень основных методов неразрушающего контроля и типовые технологии их использования описаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 18353-79. Указанный стандарт содержит около десяти различных позиций. Кроме того, в нем указывается, что этот список может быть дополнен другими способами проверки целостности объектов. В этом случае правила и условия их применения должны быть установлены федеральными нормами и правилами, утвержденными приказом Ростехнадзора.
Специальные руководящие документы
Технология проведения проверки целостности объекта методами неразрушающего контроля может существенно различаться в зависимости от следующих факторов:
В зависимости от перечисленных причин проверка объекта может осуществляться с применением той или иной технологии неразрушающего контроля. Для целей унификации процедуры в рамках различных сфер деятельности разрабатываются специальные руководящие документы.
Неразрушающий контроль стилоскопированием: применение метода
Что такое стилоскопирование сварных швов
Среди неразрушающих методов контроля сварных швов стилоскопирование металла – самый «древний». Он был внедрен в 30-е годы прошлого века. Применяется для проверки однородности соединений сосудов высокого давления, котлов, трубопроводов, нагруженных сварочных металлоконструкций. Стилоскопированием быстро определяют вредные примеси, хотя точность результата во многом зависит от зоркости оператора, метод надежный. Порядок стилоскопирования сварных швов регламентирован ГОСТ 7122-81, он указывается в нормативно-технической документации для многих видов работ: при производстве трубопроводов, сварных технологических емкостей, опорных конструкций.
Что такое стилоскопирование
Во-первых, это экспресс-метод химсостава сварных соединений, наличия в металле углерода, серы, фосфора, других легирующих элементов. Говоря языком учебников, стилоскопирование швов – это неразрушающий метод контроля, основанный на сравнении спектральных линий испаряющихся паров расплава с эталонными снимками. По спектру сложно определить концентрацию компонентов. Оператор делает оценку «на глазок». Результат стилоскопирования всегда субъективный. Но серьезных аварий после тестирования сварных швов удается избежать.
Область применения
Выявление компонентов, снижающих качество сварных швов, главная цель стилоскопирования. Металл способен насыщаться газами в процессе сварки, элементы выгорают при температуре, превышающей точку плавления. Анализ выявляет нарушения технологии изготовления сварных сосудов, трубопроводов. Под давлением дефектное соединение может лопнуть.
Стилоскопирование металла шва проводят с целью определения химического состава. Фосфор, углерод определяют в искровом режиме, остальные компоненты – в спектре дуги. Качественный контроль необходим при производстве литых изделий. Стилоскопированием определяют марку стали во время приемки металла на склад или при разборе лома. Переносными моделями можно пользоваться в любых условиях, перед сборкой или ремонтом металлоконструкций, при необходимости, проверяют химсостав заготовок.
Преимущества и недостатки
Стилоскопирование популярно из-за:
Исследование связано с воздействием вредных факторов: приходится вдыхать пары металла, если в приборе не предусмотрено вентилирование. Напрягаются глаза.
Порядок проведения контроля
Этапы проведения проверки:
Если при стилоскопировании в сварном шве обнаружены вредные примеси, проводится дополнительный анализ еще в трех точках.
Применяемое оборудование
Производители выпускают стилоскопы двух типов:
Стационарные ограничены параметрами исследуемого узла, они обычно габаритные, устанавливаются в лабораториях. Отличаются высокой чувствительностью, длительной работой, подключаются к стандартной сети. Они не перегреваются, оценка спектра проводится в автоматическом режиме.
Переносные приборы весят от 2 до 5 кг, они идут в комплекте с мобильным силовым модулем. Предназначены для исследования габаритных металлоконструкций, работы в полевых условиях. Для стилоскопирования труднодоступных участков созданы модели с подвижным блоком прожига, он закреплен на гибком оптоволоконном проводе.
Современное оборудование для контроля сварных швов оснащается фотографирующим блоком, компьютером с программой автоматического распознавания спектра по снимку. Такие приборы выдают объективные результаты.
Устройство и принцип работы
Набор основных узлов у всех стилоскопов одинаковый. Центральная часть прибора – фотометрический клин с трехлинзовой системой, у каждой свое фокусное расстояние. Через него проходит пучок света, попадающий в приемную щель размером до 20 микрон. Затем свет попадает на пару трапециевидных призм. Отражаясь от них, направляется в окуляр. Для удобства работы делают съемные окуляры с разной кратностью увеличения, чтобы можно было рассмотреть тонкие линии спектра.
Сменными элементами являются электроды, их делают из различных металлов:
В процессе заточки электроды стачиваются. Их заменяют на новые. Генератор монтируется в корпус прибора или делается самостоятельным узлом.
Принцип действия стилоскопа основан на способности металла испаряться под действием дуги. По свечению паров методом спектрального анализа определяется компонентный состав металла. В прилагаемом к прибору атласе представлены световые характеристики основных компонентов сплавов. По яркости свечения операторы судят о концентрации примесей.
Стилоскопирование – один из неразрушающих способов контроля сварных швов. Примеси в металле могут стать причиной внутренних дефектов, снижающих прочность соединения. Контроль проводится на трубопроводах, сосудах высокого давления. Стилоскопом пользуются для определения марки стали.
Что такое стилоскоп?
Стилоскоп – это простейший анализатор металлов и сплавов, который уже очень давно используется в промышленности для определения марки сплава или входного контроля на предприятии. С помощью стилоскопа проводится оптический спектральный анализ многих марок легированных сталей, как качественный – т.е. на присутствие химического элемента в сплаве, так и сравнительно количественный или как еще выражаются полуколичественный анализ – т.е. на определение доли химического элемента.
Как работает стилоскоп?
Анализируемый образец контактирует с электродом стилоскопа, в результате чего образуется искра или дуга. Излучаемый свет проходит через оптическую систему и раскладывается на спектр. В окуляре лаборант наблюдает спектральные линии в области спектра, доступного человеческому зрению. На основании методических указаний по выбору диапазона спектра, наличию и интенсивности спектральных линий стилоскопист принимает решение о наличии химического элемента в сплаве и его доли.
Какие химические элементы можно анализировать с помощью стилоскопа?
Стилоскоп предоставляет возможность качественного и полуколичественного определения химических элементов Cr, W, Mn, Si, V, Mo, Ni, Co, Ti, Al, Nb, Zr, Cu, Zn, Fe, Pb, Sn, Be, Bi, Mg.
Предусмотрена ли сертификация стилоскопа по ГОСТу?
В соответствии с действующей номенклатурой продукции, в отношении которой законодательством Российской Федерации предусмотрена обязательная сертификация, введенной в действие постановлением Госстандарта России, техническое средство «стилоскоп» не подлежит обязательной сертификации и не подлежит обязательному декларированию соответствия в Системе ГОСТ.
Стилоскоп не входит в перечень продукции подлежащей обязательной сертификации, утвержденный Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 декабря 2009 г. N 982 с изменениями, внесенными Правительством РФ от 13 ноября 2010 г. № 906.
а так же не входит в Номенклатуру продукции о декларировании соответствия Агентства Ростехрегулирования.
Предусмотрена ли поверка стилоскопа?
Согласно п.3 ст.9 Федерального закона от 26.06.2008 г № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» техническое средство «стилоскоп» не отнесено к средствам измерений в виду отсутствия нормативно-правового документа принятого органом исполнительной власти т.к. согласно п.5 Приказа Минпромторга РФ от 27.04.2009 № 323 «Об утверждении порядка отнесения технических средств к средствам измерений».
Техническое средство «стилоскоп» не предназначено для выполнения измерений, а применяется для наблюдения спектров излучения в соответствии с толкованием:
Большой энциклопедический словарь. Политехнический : энциклопедия / ред. А.Ю.Ишлинский. – М. : Большая Российская энциклопедия, 1998.
Отображающие значения узлы стилоскопа, такие как амперметр и вольтметр подлежат поверке производителем соответствующего устройства.
Барабан выбора области спектра размечен либо в условных единицах, либо в нанометрах и подлежит только калибровке.
Какой квалификацией должен обладать специалист для допуска к самостоятельной работе?
Какие удостоверения/сертификаты должны быть у данного специалиста?
Специалист должен иметь профессию лаборант спектрального анализа не ниже 2 разряда, допуск по электробезопасности не ниже 2 группы.
Мы запускаем лабораторию НК, какой прибор нам приобрести для проведения стилоскопирования?
Хочу узнать стоимость оборудования, на сайте нет?
Любой из стилоскопов можно укомплектовать понравившимся Вам источником питания, все возможные источники питания указаны на странице с описанием анализатора металлов. Таким образом, появляются разнообразные комплекты оборудования и нам проще обработать Вашу заявку по телефону или через e-mail, так как в ходе беседы специалист уточнит предназначение прибора, формат и специфику Вашей работы, сможет предоставить Вам консультацию по техническим характеристикам или ответить на дополнительные вопросы.
Расскажите о дополнительном оборудовании, что оно дает?
В первую очередь, возможность оцифровки отображаемого спектра. Камера окуляр позволяет использовать стилоскоп с любым цифровым устройством с портом USB или аналоговым входом. Далее у Вас появится возможность записи фотофиксации и сохранения процесса анализа. К примеру, Вы можете записать процесс анализа стандартного образца и потом использовать его при исследовании незнакомого объекта или при входном контроле.
ЖК дисплей является надстройкой к камере окуляру и отлично подходит для учебных центров и проведении процесса обучения лаборантов.
У нас окончательно стал негодным для работы старый стилоскоп, можно ли его отремонтировать?
Стилоскоп: история, достоинства и недостатки
С чего все начиналось
История стилоскопа начинается в 1850-1860х годах, когда немецкие учёные занимались проблемой обнаружения щелочных металлов с помощью спектроскопа (спектроскоп — простейший оптический прибор для визуального наблюдения спектра света, подаваемого на вход прибора). В производстве же первыми использовать такое устройство догадались англичане. В 1923 году они начали использовать спектроскоп для сортировки лома, направленного в переплавку. Позднее, в 1931 году, прибор был модифицирован для быстрого обнаружения никеля, хрома и других металлов в сталях, и снабжён подвижным окуляром для наблюдения любой области видимого спектра. Такой прибор был назван «Steeloscope» (от слов сталь и наблюдение).
Принцип работы
Стилоскоп относится к визуальному эмиссионному спектральному анализу. По сути он является простейшим спектральным анализатором. Назначение этого прибора — визуальный качественный и, в лучшем случае, полуколичественный спектральный анализ металлов и сплавов в видимой области спектра, к точности которого не предъявляется серьёзных требований.
Принцип работы этого прибора следующий: между исследуемым образцом и электродом (как правило, медным) зажигается разряд (искровой, дуговой или комбинированный). Оператор с помощью спектроскопа визуально наблюдает спектр этого разряда. Вращая ручку прибора, оператор просматривает весь спектр от фиолетовой до красной области, уделяя особое внимание тем участкам, где должны находиться спектральные линии примесей. Рис 1, рис 2 и рис 3 — пример спектра, наблюдаемого оператором в окуляре стилоскопа (фотографии с сайта vnii.ucoz.ru).
