Стилоскопирование (спектральный анализ) — это быстрый неразрушающий метод определения химического состава металлов и сплавов, основанный на анализе спектра излучения электрической дуги, возникающей между электродом и поверхностью образца. Метод позволяет визуально оценить наличие легирующих элементов (хром, никель, молибден и др.) по яркости спектральных линий и сравнить их с эталонными, чтобы подтвердить соответствие марки стали нормативным требованиям.

Как это работает:

• Подготовка: Поверхность металла очищается.
• Возбуждение: Между электродом и образцом зажигается электрическая дуга, которая испаряет металл, создавая пары.
• Анализ: Свет от дуги, проходящий через пары металла, разлагается на спектр линзами прибора.
• Визуализация: Спектр высвечивается в окуляре стилоскопа, где оператор сравнивает яркость линий с нормативными показателями.
• Определение: По спектру определяют наличие и примерное содержание элементов, таких как Cr, Ni, W, Mo, Ti, S, P, и углерод (хотя для углерода чаще нужны современные оптико-эмиссионные анализаторы).

Применение:

• Контроль качества сварных швов на котлах, трубопроводах и других ответственных конструкциях.
• Быстрая экспресс-проверка соответствия марки стали.

Стилоскопирование — это метод экспресс-анализа химического состава металла (особенно сварных швов) путем возбуждения электрической дуги между электродом и образцом и визуального сравнения яркости линий спектра в окуляре стилоскопа с эталонными атласами, чтобы определить наличие легирующих элементов и их примерное содержание. Процесс включает очистку образца, заточку электрода, создание дугового разряда, настройку окуляра и сравнение полученного спектра с табличными данными для определения марки стали и соответствия нормам.

Основные этапы проведения стилоскопирования

• Подготовка поверхности: Очистка образца от краски, ржавчины, шлака, пыли до блеска. Заточка специального электрода (из стали или меди) на станке или вручную до острого состояния, чтобы он «работал» как второй электрод.
• Подготовка к анализу: Фиксация и маркировка образца для дальнейшей идентификации. Установка образца и электрода на определенное расстояние друг от друга по шаблону.
• Возбуждение дугового разряда: Зажигание импульсной электрической дуги или искры между образцом и электродом. Разряд испаряет металл, создавая светящиеся пары атомов.
• Визуальный анализ: Настройка окуляра стилоскопа для получения резкого изображения спектра. Специалист наблюдает разложенный свет и сравнивает яркость характерных спектральных линий анализируемых элементов (например, хрома, никеля, молибдена) с эталонными линиями в атласе стилоскопа.
• Оценка результата: Определение химического состава (качественный и приблизительно количественный анализ) на основе соответствия яркости линий. Фиксация результатов в журнале и составление протокола.

Суть метода.

• Принцип: Каждый химический элемент имеет уникальный набор спектральных линий, которые проявляются в свечении его паров при высоких температурах.
• Инструментарий: стилоскоп (портативный или стационарный) раскладывает свет в спектр, позволяя визуально оценить наличие и концентрацию элементов.
• Применение: Быстрое определение марки стали и соответствия ее химического состава требованиям для сварных швов, котлов, трубопроводов и других ответственных конструкций.

При неудовлетворительных результатах стилоскопирования проводится более точный спектральный или химический анализ, а дефектные швы подлежат переделке.

Спектральный анализ (стилоскопирование) позволяет быстро определить наличие и количество основных легирующих элементов (хром, никель, молибден, ванадий, марганец, титан), а также вредных примесей (сера, фосфор) в металлах и сплавах, что критично для оценки соответствия марки стали, прочности и пригодности к сварке, при этом сохраняя целостность изделия.

Основные параметры, которые измеряются.

• Легирующие элементы: Железо (основной), хром, никель, молибден, ванадий, титан, кремний и др.
• Примеси: Сера (S), Фосфор (P).
• Качественная и полуколичественная оценка: Содержание элементов (%). Определяет количество легирующих добавок, таких как марганец, кремний, ванадий, повышающих прочность и износостойкость.

Что это дает:

• Идентификация марки металла: позволяет точно определить, соответствует ли сплав требуемой марке стали (например, 09Г2С, 12Х18Н10Т).
• Прогнозирование свойств: Оценка прочности, коррозионной стойкости, пригодности к сварке и термообработке.
• Контроль качества сварных швов: Проверка соответствия присадочного материала и основного металла.

Преимущества метода:

• Неразрушающий контроль (целостность изделия сохраняется).
• Высокая скорость анализа (быстрее лабораторных).
• Портативность и возможность анализа непосредственно на объекте.

Преимущества стилоскопирования (спектрального анализа) — высокая скорость, неразрушающий контроль (сохранение целостности изделия), портативность, простота и низкая стоимость по сравнению с лабораторными методами, позволяя быстро определить наличие легирующих элементов, примесей (хром, никель, сера, фосфор) и соответствие стали стандартам без вырезки образцов.

Ключевые преимущества:

• Неразрушающий контроль: не нарушает целостность объекта, что важно для сварных швов и готовых изделий.
• Скорость: Результаты получаются почти мгновенно, что ускоряет процесс контроля.
• Полевое применение: Портативные приборы (стилоскопы) позволяют проводить анализ прямо на месте, рядом с оборудованием.
• Универсальность: определяет содержание многих элементов (Cr, Ni, W, Ti, Mn, Si, P, S и др.) в различных сплавах.
• Оценка соответствия: помогает быстро проверить, соответствуют ли материалы требованиям нормативной документации (ГОСТ).
• Экономичность: сравнительно низкая стоимость оборудования и исследования по сравнению с лазерными и рентгенофлуоресцентными анализаторами.
• Безопасность: Метод безопасен при соблюдении правил электробезопасности, не вредит здоровью при наличии вентиляции.

Для чего используется:

• Контроль химического состава сварных швов и основного металла.
• Определение наличия и количества легирующих добавок (для прочности).
• Выявление вредных примесей.
• Проверка соответствия марки стали и присадочных материалов.