Hướng dẫn chuẩn bị mẫu và lấy mẫu cho phương pháp phân tích cacbon và lưu huỳnh trong thép
Tầm quan trọng của việc lấy và chuẩn bị mẫu đúng cách
Thép là một loại hợp kim sắt với nhiều ứng dụng khác nhau trong đời sống và công nghiệp. Trong đó, cacbon là thành phần chính của thép, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất và xác định tính chất của sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra, lưu huỳnh cũng là một thành phần gây ảnh hưởng tới tính chất của thép.
Để đo hàm lượng cacbon và lưu huỳnh trong thép, cần chuẩn bị và lấy mẫu vật liệu đúng cách. Các phương pháp chuẩn bị mẫu và lấy mẫu khác nhau tùy thuộc vào từng loại thép và yêu cầu của quá trình xác định. Các phương pháp thường được sử dụng là cắt, mài, hoặc khoan. Tuy nhiên, cần phải chú ý để không làm mất mát thành phần của mẫu hoặc gây ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo. Sau khi lấy mẫu, các mẫu vật liệu được đem đi xác định hàm lượng cacbon và lưu huỳnh thông qua các phương pháp phân tích.
Mục đích chính của việc lấy mẫu là chọn lọc các mẫu đại diện cho một loạt các sản phẩm tương ứng. Ngoài ra các mẫu phải không chứa bất kỳ nguyên tố nào gây cản trở cho việc phân tích chính xác của mẫu.
Việc đạt được kết quả phân tích chính xác là rất quan trọng cho mục đích kiểm soát chất lượng. Tiêu chuẩn lấy mẫu và tiêu chuẩn chuẩn bị mẫu đã được thiết lập trong ngành sản xuất cho mục đích này. Các phương pháp khác cũng có thể được áp dụng nếu chúng phù hợp và đáp ứng yêu cầu về độ chính xác của kết quả phân tích.
Lấy mẫu thép nóng
Có nhiều loại dụng cụ lấy mẫu khác nhau, trong đó bốn loại sau đây là phổ biến nhất. Việc sử dụng các loại dụng cụ lấy mẫu này phụ thuộc vào phương pháp phân tích nguyên tố (phân tích hóa học ướt (ICP), phổ phát xạ, phân tích phát xạ tia X hoặc phân tích C, S, N, O hoặc H).
Hình 1: Dụng cụ lấy mẫu hình khối cho vật liệu đúc hoặc ngâm trong chất lỏng
Hình 2: Dụng cụ lấy mẫu hình đĩa cho vật liệu đúc hoặc ngâm trong chất lỏng
Hình 3: Dụng cụ lấy mẫu hình que kẹo cho vật liệu đúc hoặc ngâm trong chất lỏng
Hình 4: Dụng cụ lấy mẫu hình đinh. Phương pháp ngâm (lấy mẫu bằng chân không), phương pháp múc bằng thìa từ thùng chứa
Chuẩn bị mẫu phân tích cacbon và lưu huỳnh
Nếu có bất kỳ vết cặn, rỉ sét, phần bị mất cacbon, sơn, phủ kim loại, dầu mỡ hoặc bẩn trên mẫu, loại bỏ chúng bằng cách cắt, mài, tẩy axit hoặc rửa sạch.
Chuẩn bị các mẫu thép hoặc mảnh thép
Vật liệu thép có tiết diện lớn
(1) Thu thập mẫu từ trung điểm giữa trung tâm tiết diện và một góc với một mũi khoan có đường kính 12 mm.
(2) Thu thập mẫu từ trung điểm giữa trục trung tâm và cạnh bên với một mũi khoan có đường kính 12 mm.
Vật liệu thép có tiết diện nhỏ
(1) Thu thập mẫu bằng cách cắt toàn bộ hoặc một nửa phần cắt ngang với máy tiện.
(2) Thu thập mẫu từ điểm giữa tâm và cạnh với một máy khoan có đường kính 6 mm.
(3) Thu thập mẫu từ phần giữa của cạnh bằng cách tạo một lỗ thông hoặc lỗ khoan 1 nửa với một máy khoan có đường kính 6 mm.
Tấm thép mỏng
Lấy mẫu từ toàn bộ hoặc một nửa chiều rộng của tấm theo hướng vuông góc với hướng cán máy cắt, máy tiện hoặc mũi khoan có đường kính 6 mm.
Chuẩn bị các mẫu thép đúc
Cắt vật liệu mẫu hình khối tại vị trí cách đáy mảnh thép 15 đến 20 mm, loại bỏ vết rỉ đen và lấy mẫu từ toàn bộ mặt cắt ngang bằng máy phay, máy tiện hoặc máy khoan. Nếu đường kính của mũi khoan khoảng 6mm, lấy mẫu từ một phần tư mặt cắt ngang.
Xóa bỏ vết gỉ trên toàn bộ mặt đáy của mẫu và thu thập mẫu bằng máy cắt, máy tiện hoặc máy khoan. Nếu đường kính của mũi khoan là khoảng 6mm, lấy mẫu từ một phần tư của tiết diện.
Xóa bỏ vết gỉ trên bề mặt của mẫu lấy mẫu hình đĩa và thu thập mẫu từ toàn bộ bề mặt bằng máy khoan, máy cắt hoặc máy mài.
Loại bỏ lớp vảy đen trên mẫu lấy mẫu hình đầu kẹo và thu thập mẫu bằng máy đục lỗ. Đục lỗ trên mẫu với dụng cụ lấy mẫu hình que kẹo.
Lưu ý
- Khi thu thập mẫu bằng máy khoan, máy đánh bóng, máy phay hoặc máy tiện, hãy đảm bảo rằng bề mặt của các mẫu không bị oxy hóa. Hơn nữa, không sử dụng mỡ bôi trơn, dầu hoặc bất kỳ chất làm mát nào khi cắt các mẫu.
- Khi thu thập mẫu dây thép hoặc lá thép, hãy làm sạch bề mặt của dây hoặc lá thép bằng cồn etylic hoặc ete etylic, sau đó cắt mẫu bằng kéo.
- Nếu các mảnh mẫu bị dính mỡ hoặc dầu, hãy làm sạch chúng bằng cồn etylic hoặc ete etylic.
- Tất cả các mẫu phải được giữ trong các lọ thủy tinh sạch và đậy chặt nắp lọ
Máy phân tích cacbon/lưu huỳnh (C/S) là một công cụ quan trọng trong việc xác định hàm lượng cacbon và lưu huỳnh trong các vật liệu, đặc biệt là trong ngành sản xuất thép. Thiết bị HORIBA EMIA-PRO và EMIA-EXPERT là hai trong số những máy phân tích C/S hiện đại và chính xác nhất, có khả năng xử lý mẫu nhanh chóng và đồng nhất.
HORIBA EMIA-PRO và EMIA-EXPERT được trang bị các tính năng tiên tiến để đảm bảo độ chính xác và tin cậy của kết quả phân tích. Các tính năng này bao gồm khả năng đo độ chính xác cao, phạm vi đo rộng, độ nhạy cao và khả năng phân tích mẫu đa dạng.
Nhờ vào khả năng này, EMIA-PRO và EMIA-EXPERT là công cụ hữu ích cho các ứng dụng phân tích cacbon và lưu huỳnh trong các ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất thép đến sản xuất nguyên liệu phụ gia. Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng và đảm bảo tính đồng nhất của sản phẩm, đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng và đáp ứng nhu cầu của người dùng.
Tìm hiểu thêm các bài viết về HORIBA EMIA tại đây:
- Phân tích cacbon/ lưu huỳnh (C/S) với EMIA>>>
- Ưu – nhược điểm của máy phân tích nguyên tố C/S >>>
- Phân loại gang, thép trong sản xuất>>>
- Quy trình kiểm soát chất lượng gang/thép (QA) với EMIA>>>