Con materiali refrattari, come suggerisce il nome, ci si riferisce a materie prime usate per produrre componenti idonee per condizioni estremamente calde con temperature operative superiori a 1200 °C (2192 °F). Sono diffusamente impiegati nei processi caratterizzati da alte temperature in numerosi settori come: acciaierie, metallurgia non ferrosa, edilizia, chimica industriale, produzione energetica, protezione ambientale e industria aerospaziale.
I materiali refrattari sono in genere usati nei processi continui di pressofusione come: rivestimenti delle paniere, stopper rod, piastre scorrevoli, ugelli e altre componenti. In genere i materiali refrattari per questo tipo di applicazioni includono: mattoni in carburo di zirconio, mattoni in carburo di alluminio e mattoni in carburo di magnesio.
La determinazione della composizione chimica dei materiali refrattari è fondamentale per assicurare qualità, prestazioni e idoneità per delle specifiche applicazioni caratterizzate da alte temperature. Quando si ispezionano i materiali refrattari le entità oggetto di analisi includono:
- Materie prime basate su ossidi
- Prodotti finiti
In questo caso si confrontano due metodi di analisi elementare usati per ispezionare i materiali refrattari, riportando i requisiti di preparazione dei campioni, l'efficienza dell'ispezione e i risultati di analisi.
Confronto dei metodi di analisi elementare per l'ispezione di materiali refrattari
Un metodo di analisi elementare usato comunemente in laboratorio consiste nella titolazione acido-base. Tuttavia, usando questa analisi chimica per via umida in laboratorio, un tecnico può produrre al massimo i risultati di 2–3 campioni al giorno.
Attualmente nel settore sono applicati dei requisiti rigorosi per i normali processi di analisi e ispezione dei materiali ricevuti, pertanto il carico di lavoro dei controlli per le aziende che trattano i materiali refrattari risulta estremamente gravoso. Allo stesso tempo, l'efficienza dei classici metodi di titolazione risulta limitata a causa del dispendio in termini di tempo e manodopera.
Gli analizzatori a fluorescenza a raggi X portatili, conosciuti anche come pXRF, rappresentano un metodo efficiente e preciso per misurare il contenuto elementare del materiale refrattario. In tecnici possono ottenere dei risultati di ispezione in soli cinque minuti soddisfacendo i requisiti con un margine di errore compreso in ±10%.
Di seguito viene riportato uno schema riassuntivo dei due metodi:
| Metodi di ispezione | Preparazione del campione | Efficienza di ispezione |
|---|---|---|
| Titolazione chimica | Polverizzare campioni di grandi dimensioni e ispezionarli mediante delle reazioni chimiche (metodo distruttivo) | Possibilità di ispezione di 2–3 campioni al giorno |
| pXRF | Usare i raggi X per analizzare un campione di ridotte dimensioni su ognuno dei sei lati e, in seguito, determinare il valore medio (metodo non distruttivo) | 5 minuti per campione |
Confronto dei requisiti di preparazione dei campioni e di efficienza di rilevamento tra i metodi pXRF e titolazione chimica.
Adesso è possibile analizzare i risultati. Un confronto della percentuale del contenuto di allumina (ossido di alluminio prodotto sinteticamente o Al2O3) rilevato nei prodotti finiti è riportato di seguito:
Confronto dei risultati pXRF Vanta Core (media di analisi da 50 secondi) e dei risultati del metodo per titolazione.
In questo caso per l'analisi pXRF è staot usato un modello Vanta Core (V2CA). Dal grafico è possibile osservare che esiste una correlazione lineare tra la media dei risultati di ispezione pXRF e i risultati di laboratorio del metodo di titolazione chimica, confermando l'affidabilità dell'ispezione usando l'analizzatore pXRF. L'analizzatore pXRF può visualizzare i valori desiderati seguendo una semplice taratura.
I risultati di analisi pXRF vanta mostrano la percentuale del contenuto di allumina (Al2O3) nel materiale refrattario.
La tecnologia XRF permette di acquisire velocemente risultati di analisi non distruttivi e precisi. Questo consente un significativo miglioramento dell'efficienza di ispezione per i materiali refrattari. Per apprezzare il funzionamento della nuova generazione di analizzatori XRF portatili Vanta Core, contatta il nostro team per pianificare una dimostrazione.
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