Стилоскопирование

Стилоскопирование является разновидностью спектрального анализа (СА) или спектроскопии, широко используемого для определения химического состава вещества. Анализ расположения и характера линий в определенных областях спектра дает возможность определить элементный состав материала (химический состав), а оценка их интенсивности - определить величину содержания отдельных элементов (марку материала) согласно рис. 12.1.

Рис. 12.1. Расположение линий основных элементов в различных областях спектра

Стилоскопирование применяется:

- при входном контроле оборудования (деталей, полуфабрикатов);

- при монтаже, ремонте и замене оборудования (узлов и деталей);

- при расследовании причин повреждений и аварий.

Стилоскопированию подвергаются:

- основной металл узлов, деталей, элементов, полуфабрикатов и т.п.;

- наплавленный металл сварных швов и наплавок;

- металл крепежа (шпилек, болтов, гаек и т.п.);

- металл деталей опорно-подвесной системы;

- сварочные материалы.

Для проведения спектрального анализа используются стационарная и переносная аппаратура (спектрографы, стилоскопы). Любая аппаратура включает два основных блока: электрический генератор дуги и искры и оптическую систему. Спектрографы и стилоскопы устроены одинаково, но различаются функциональными возможностями и конструктивным исполнением. В условиях ТЭС используются малогабаритные стационарные стилоскопы (СЛ-11, "СПЕКТР") и переносные стилоскопы (СЛП-1, СЛП-2, СЛУ). На стационарных стилоскопах, установленных в лабораториях, проводят анализ небольших деталей и проб (проволоки, стружки, сколов и т.п.). Переносные стилоскопы имеют раздельное исполнение блоков (генератора и оптики), что позволяет использовать их в различных условиях ТЭС (в цехах, в труднодоступных местах и т.п.), а конструкция оптической системы обеспечивает удобство проведения анализа на небольших участках крупногабаритных изделий. Стилоскопы комплектуются сменными железными и медными электродами. В процессе эксплуатации электроды обгорают, поэтому требуют зачистки и периодической замены. Для анализа сталей, применяемых на ТЭС, используются медные (медь марки MIT2) дисковые электроды.

Основными дополнительными принадлежностями для проведения спектрального анализа являются:

1) атлас спектральных линий (с критериями оценки интенсивности линий), составленный на образцах из анализируемых марок сталей (на железной основе с медным электродом);

2) дисперсная кривая, поставляемая заводом-изготовителем для данного стилоскопа (по ней определяют длину волны спектральной линии, фиксируемой в окуляре стилоскопа, при определенном положении регулятора поворота диспергирующей призмы);

3) комплект образцов (рекомендуется) примененных на ТЭС марок сталей (подтвержденный химическим анализом), по которым можно проводить сравнительный спектральный анализ в сложных случаях.

Для оценки интенсивности спектральных линий существуют два основных способа, фотометрический и визуальный. Фотометрический способ имеет несколько разновидностей от простейшего оптического клина до фотографического и фотоэлектрического. Визуальный способ наиболее простой, но менее точный.

В стилоскопах используется визуальный способ, при котором оценка интенсивности проводится путем прямого визуального сравнения спектральных линий (такой способ оценки зависит от опыта и качества зрения

Спектральный анализ, проводимый стилоскопами, является качественным (определяется наличие - присутствие данного элемента в материале) и полуколичественным (содержание элемента определяется с точностью ~20%). Поскольку стилоскопирование на ТЭС применяется, в основном, как контроль (подтверждение) соответствия регламентированных классов или марок сталей, такая точность анализа является допустимой.

Подготовка поверхности элемента заключается в удалении изоляции, очистке от окалины, грязи и отложений. Участок для проведения анализа (не менее 20x20 мм) обрабатывается механическим способом (зачищается) до «чистого» металла. На участке не должно быть глубоких рисок и чешуйчатости; желательно, чтобы он имел плоскую поверхность. Помимо участка для анализа, объект должен иметь подготовленный (зачищенный) участок для второго, «холодного» электрода.

Для стационарного стилоскопа месторасположение и размеры участка определяются формой и размерами обследуемой детали, для переносного стилоскопа месторасположение участка (не менее 10 мм) определяется формой поверхности и удобством проведения анализа.

Оценив присутствие и процентное содержание отдельных элементов, определяют марку стали по ее химическому составу. При определении только класса стали (углеродистая, легированная) можно ограничиться анализом нескольких характерных элементов.

При проведении стилоскопирования конкретных изделий следует руководствоваться следующим:

- трубы обязательно стилоскопируются с обоих концов;

- детали, имеющие шлифованную рабочую поверхность (лопатки турбин, зеркала тарелок арматуры, резьбовые участки крепежа и т.п.), стилоскопируются на участках, допускающих прижоги от дуги;

- сварные швы, выполненные двумя сварщиками, стилоскопируются со стороны каждого сварщика. Швы, выполненные одним сварщиком и одной партией электродов, стилоскопируются с одной позиции;

- сварочную проволоку стилоскопируют в форме пакета (скрутки), диаметром не менее 10 мм. Проволоку в бухтах (мотках) стилоскопируют с обоих концов;

- пробы металла (сколы, спилы, фрагменты) для стилоскопирования должны иметь массу не менее 50 г, стружку прессуют в брикеты (диаметром 10 мм).

По результатам спектрального анализа оформляется учетно-отчетная документация. Форма и содержание рабочих журналов и протоколов не регламентируются, но они должны соответствовать аналогичной документации, принятой в неразрушающем контроле.

В документации должны быть обязательно приведены следующие сведения:

- марка материала, предусмотренная проектом;

- подробные результаты анализа (процентное содержание каждого элемента);

- общая оценка результатов анализа.

С учетом качественного и полуколичественного характера анализа окончательная оценка результатов сводится к:

- определению соответствия анализируемой стали проектной;

- оценке класса стали (углеродистая, легированная и т.п.);

- определению типа марки стали (« сталь типа _______________»).

Лекция 13. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ КОНТРОЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ