Manufacturing Engineering 发表了一篇关于使用一些更便携的可用仪器进行材料测试的文章（请参阅“测试金属”，ME，2018 年 12 月）。文章指出，材料正性鉴定 (Positive Material Identification, PMI) 对于制造商检查进料非常重要。它对于已安装的设备也至关重要，例如管道和供暖管道。在我所在的公司 Watts Water Technologies，验证材料属性以确保它们由正确的元素组成构成是我们工作的重要组成部分。
本文讨论了一些用于 PMI 的流行便携式仪器。虽然重要，但用户还应该意识到，在某些情况下，在“测试升级”策略中使用多个设备是至关重要的。其中之一是确保管道能够安全地输送饮用水，这是我们在 Watts Water Technologies 工作的核心要素。在整个制造过程中，我必须有类似的情况出于健康和安全原因，使用中的 tal 必须精确地符合规定。
三种常用技术
我们在 Watts 常用的三种技术是 X 射线荧光 (XRF)、光发射光谱学 (OES) 和湿化学。每个都有不同水平的所需样品制备时间、测量时间、统计置信度和成本。 XRF 的优点是无需样品制备、2 到 30 秒的测量时间、高度便携的手持式型号和低成本。而且，它是唯一的非破坏性测试方法。 XRF 比其他测试方法快得多，提供合理的准确性，主要用于验证或筛选目的。 Watts 使用 Bruker Titan 600 Handheld 品牌的 XRF 分析仪。通常只需 15 秒即可获得高置信度读数。以我的经验，对于像 C87800 这样包含铜、锌、锡和铅的复杂重要合金的成分检查是正确的。这是众所周知的管道行业用作低铅材料。
光发射光谱法
当需要更高水平的精度时，我们会求助于光发射光谱法 (OES)。然而，OES 不像手持式 XRF 那样便携或方便，需要大量的样品制备时间和更长的总测量时间，成本更高，并且通常需要操作员具有更高水平的专业知识。有一些半便携式推车式 OES 装置，但通常是固定式实验室仪器。最后，精度最高的是湿化学，它涉及样品消化，需要数小时才能收到结果，并且是一种破坏性测试。
比较这些方法的一个简单类比是将每种方法视为法庭上的法官将准确性与法庭案件的严重性和影响进行比较，XRF 装置就像在当地交通法庭审理案件，OES 就像在州法院审理案件，湿化学就像在最高法院审理案件美国法院。想想律师的费用和案件升级时的准备时间。测试升级也是如此。
Watts Water Technologies 在其检测过程中使用 Bruker Titan 600 手持式 XRF 金属分析仪。 （由 Bruker Inc. 提供）与任何事物一样，简单、廉价且能完成工作的方法是迄今为止首选的方法。这将指向大量使用手持式 XRF 分析仪。我已经看到在世界各地使用 XRF 对传入零件进行主要检查，以确定合金中的铅含量是否符合 NSF 标准 61（涵盖是否符合 2014 年《安全饮用水法》）。在对零件进行非常快速的随机分类后，通常以某种类型的 AQL 来料检验方法，可以可靠地实现快速验证d.那么，为什么要升级？
重要的是要了解铅不是均质物质。混入合金中的元素并非完全均匀，这有时会给检测带来挑战。挑战在于当一家公司说零件符合规格而另一家公司说零件不符合规格时。
返回基础
怎么办？首先，回到使用 XRF 的基本原理，XRF 是成本最低的检测方法。四个操作点对于获得可靠的读数很重要。
第一点是获得足够大的样本量，通过检查足够多的样本来确保所有样本都是可靠的。第二点是检查 XRF 分析仪的校准和设置。每个品牌都有不同的校准，有些品牌的性能差异很大，具体取决于许多变量。有些甚至有显着的硬件差异。创建整个元素周期表的读数是只是不实用，所以不同品牌涵盖的元素范围更广或强调某些元素。
第三点是检查每个读数的测量时间。增加读数的测量时间——从而收集更多数据——可以而且将会使您对结果更有信心。例如，一种方法是将读数从 5 秒增加到 30 秒。
最后，第四点是确保您使用的设备清洁且工作状态良好。如今，大多数品牌都有一个薄塑料透镜或窗口，如果被污染或损坏，可能会在短时间内（例如五秒）提供错误读数。
如果在完成所有这些操作后您仍然有一个大差异，改变技术并升级到 OES。这不是一个微不足道的决定。除了增加成本和时间之外，OES 还会在元件上留下火花灼伤。然而，每个元素都以不同的时间速率检测到，这已知可以提供赌注ter 结果。
通常，在使用同一部件的多个读数进行适当的 OES 测试后，您可以得出结论，该结果是对测量结果的证明。我们看到的挑战是与 OES 开口相关的零件尺寸。如果零件非常小，则此测试不起作用，您将需要再次升级到湿化学。 OES 也可能执行不正确。设备未正确清洁、设备未按照原始设备规格运行以及有时更换设备维护部件都会产生一些问题。
继续湿化学
最终升级级别是湿化学。使用湿化学要记住的一件事是，使用这种测试方法的人必须经过良好培训，并且需要了解测试结果的重要性。
关于激光诱导击穿光谱 (LIBS) 的快速说明)，另一种 PMI 技术现在以便携式形式提供。虽然这项技术是比较新，速度快，能准确；它在某些材料上做得很好。
我们的行业已经转向这些简单的密钥分析方法。我们这些使用这些工具和方法的人必须了解检测饮用水行业所用材料元素的重要性。
