Analisi dei metalli XRF

Che cos'è Analisi dei metalli XRF?

L'XRF dirige i raggi X sul campione, facendo sì che gli elementi emettano la loro caratteristica radiazione fluorescente. L'energia della radiazione emessa identifica l'elemento e la sua intensità ne dà la quantità. Il metodo non è distruttivo e può fornire risultati rapidi senza preparazione del campione.

Scopo di Analisi dei metalli XRF

Lo scopo è verificare la composizione elementare di un materiale in modo non distruttivo e determinare lo spessore e la composizione del rivestimento. È anche ampiamente utilizzato nello screening RoHS.

A quali prodotti si applica Analisi dei metalli XRF?

Prodotti in metallo e leghe
Parti rivestite (zinco, nichel, cromo, stagno)
Componenti elettronici (screening RoHS)
Materiali di scarto e riciclo
Gioielli e metalli preziosi

In quali settori si utilizza Analisi dei metalli XRF?

MetalloAutomobilisticoAerospazialeEnergiaProduzione di macchinari

Norme relative a Analisi dei metalli XRF

ISO 3497 (rivestimenti metallici — misurazione dello spessore del rivestimento mediante metodi a raggi X)
ASTM E1621 (regole generali per l'analisi dispersiva di energia mediante XRF)
Serie IEC 62321 (determinazione delle sostanze soggette a restrizioni nei prodotti elettrotecnici)
ASTM B568 (misurazione dello spessore del rivestimento tramite XRF)

Condizioni di Analisi dei metalli XRF

Metodo: Dispersivo di energia (ED-XRF) o dispersivo di lunghezza d'onda (WD-XRF)
superficie del campione: Piatto, pulito e abbastanza grande da coprire la finestra di misurazione
Taratura: Con materiali di riferimento certificati adatti alla matrice
Limitazione: Gli elementi leggeri (carbonio, azoto, ossigeno) non possono essere misurati in modo affidabile

Apparecchiatura per Analisi dei metalli XRF

Spettrometro ED-XRF o WD-XRF
Testa di misurazione dello spessore del rivestimento
Set di materiali di riferimento certificati
Attrezzatura per la preparazione dei campioni

Requisiti del campione per Analisi dei metalli XRF

Il campione deve essere prelevato in modo da rappresentare il lotto o il ciclo di produzione.
È necessario indicare la descrizione del campione, il tipo di materiale e la direzione di produzione, se presente.
La norma da applicare e l'eventuale specifica del cliente dovranno essere fornite insieme al campione.
Il test può essere distruttivo; il numero richiesto di campioni deve essere confermato in anticipo.
Le superfici da testare dovranno essere protette durante il trasporto.

Durata di Analisi dei metalli XRF

Una singola misurazione richiede minuti; la sua natura non distruttiva offre un notevole vantaggio in termini di velocità nell'ispezione seriale.

Procedura di Analisi dei metalli XRF

1La superficie di misurazione viene pulita e la sua planarità viene controllata.
2Viene selezionato un programma di calibrazione adatto alla matrice del materiale.
3Lo strumento è verificato con un materiale di riferimento.
4Il campione viene posizionato nella finestra di misurazione.
5Lo spettro viene raccolto fino al completamento del tempo di misurazione.
6Vengono calcolate le concentrazioni degli elementi o lo spessore del rivestimento.
7Ripetuto in diversi punti per valutare la distribuzione.

Criteri di accettazione di Analisi dei metalli XRF

Lo standard del metodo definisce come viene eseguito il test, non quale deve essere il risultato. Il limite di accettabilità deriva dallo standard del materiale o del prodotto, dalle specifiche del cliente o dalla normativa pertinente; questa pagina quindi non dà un limite numerico.

Valutazione dei risultati

Il risultato viene confrontato con l'intervallo dello standard del materiale o con lo spessore delle specifiche del rivestimento. XRF è un metodo di screening: i risultati prossimi al limite o non conformi devono essere confermati con metodi a minore incertezza come ICP o OES.

Rapporto di Analisi dei metalli XRF

Descrizione del campione, informazioni sul materiale/prodotto e numero di lotto, se presente
Metodo di preparazione del campione e condizioni di condizionamento
Condizioni standard e di prova applicate
Strumento utilizzato e stato della calibrazione
Risultati e unità di misura
Incertezza di misura (se richiesta)
Una dichiarazione secondo cui il risultato si applica solo al campione sottoposto a prova

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

Norme armonizzate applicate in base alla famiglia di prodotto
UE 765/2008 (sorveglianza del mercato e quadro di accreditamento)
Normative di prodotto pertinenti e specifiche del cliente

Prove su metalli e metallurgia — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Analisi dei metalli XRF; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove metalliche e metallurgiche determinano il carico che un metallo o un giunto saldato può sopportare, il suo modo di rottura e la sua struttura interna. Il risultato di questa famiglia riguarda spesso non il prodotto in sé ma l'identità del MATERIALE: l'acciaio è davvero della classe dichiarata, il cordone di saldatura fornisce la resistenza prevista dal progetto, il getto contiene un difetto interno inaccettabile?

L'importanza pratica dell'ambito deriva dal fatto che un componente metallico raramente cede in modo graduale. Un componente in plastica si deforma, invecchia, si fessura e di solito dà un preavviso. Un cordone di saldatura o un elemento di fissaggio, invece, spesso si rompe senza preavviso, soprattutto in caso di fatica e frattura fragile. Per questo, in ambiti come apparecchi a pressione, apparecchi di sollevamento, acciaio strutturale e condotte, la prova dei materiali è un obbligo NORMATIVO e non progettuale.

La famiglia riunisce tre gruppi di metodi, ciascuno dei quali risponde a una domanda diversa. Le prove meccaniche quantificano il comportamento del materiale sotto carico. L'esame non distruttivo cerca difetti senza danneggiare il pezzo. La metallografia e l'analisi chimica spiegano perché il materiale si comporta in quel modo — tramite struttura del grano, distribuzione delle fasi, contenuto di inclusioni e composizione della lega.

Il criterio di accettazione di queste prove quasi mai deriva dalla norma di prova, ed è questa la chiave per comprendere l'ambito. La norma di prova indica come effettuare la misura; i valori accettabili derivano dalla norma di prodotto, dalla classe del materiale o dal codice di fabbricazione. La ISO 6892-1 indica come eseguire una prova di trazione; la EN 10025 indica quale carico di snervamento deve fornire quell'acciaio. Nel leggere un rapporto, è essenziale sapere rispetto a quale norma di prodotto è stato valutato.

Il campionamento è parte inseparabile del risultato in questo ambito. Due provini prelevati dalla stessa colata possono dare valori diversi a seconda della direzione e della posizione di prelievo; nei prodotti laminati, i provini paralleli e perpendicolari alla direzione di laminazione producono risultati diversi. Le norme di prodotto disciplinano quindi anche la posizione e l'orientamento del campionamento, e il rapporto deve documentarlo.

Gruppi di metodi in questo ambito

Prove meccaniche
Trazione, compressione, flessione, impatto su intaglio (Charpy), durezza (Brinell, Vickers, Rockwell), fatica, scorrimento viscoso e tenacità a frattura. Forniscono il comportamento del materiale sotto carico in forma numerica.
Esame non distruttivo
Radiografia, esame a ultrasuoni, liquidi penetranti, particelle magnetiche ed esame visivo. Cerca difetti superficiali e interni senza danneggiare il pezzo ed è un passaggio indispensabile nella fabbricazione saldata.
Metallografia
Preparazione del provino, attacco chimico ed esame microscopico. Si valutano dimensione del grano, distribuzione delle fasi, contenuto di inclusioni, profondità di cementazione e zona termicamente alterata della saldatura.
Analisi chimica
La composizione della lega è verificata mediante spettrometria a emissione ottica e chimica umida; la conferma della classe del materiale passa da questa fase.
Comportamento a corrosione
Prove in nebbia salina, di corrosione per vaiolatura e interstiziale, e di corrosione intergranulare. Negli acciai inossidabili possono indicare la qualità del trattamento termico.

Confusioni frequenti in questo ambito

Un certificato materiale (come EN 10204 3.1) non è un rapporto di prova; è la dichiarazione del produttore. Nelle applicazioni critiche si esegue una verifica indipendente, e le due cose non vanno confuse.
Le prove di trazione ASTM e ISO misurano le stesse grandezze ma usano geometrie di provino diverse; i risultati non sono considerati direttamente equivalenti, e si applica quanto richiesto dalla specifica.
Le tabelle di conversione tra durezza e resistenza sono APPROSSIMATIVE. Calcolare il carico di snervamento dalla durezza non è una prova sufficiente per l'accettazione del materiale.
Nell'esame non distruttivo, "nessun difetto rilevato" non significa che non ci siano difetti; possono essere presenti difetti al di sotto del limite di rilevazione del metodo. Il rapporto deve indicare il metodo applicato e il livello di sensibilità.
Il superamento di un cordone di saldatura non dimostra che il saldatore o la procedura siano qualificati; sono processi distinti.

Quali decisioni supportano questi risultati

Verifica del certificato materiale e accettazione del materiale in ingresso
Approvazione della fabbricazione saldata; qualificazione del saldatore e della procedura
Controllo di fabbricazione di apparecchi a pressione e componenti strutturali
Analisi dei guasti e determinazione della causa radice dei danni sul campo
Verifica dei processi di trattamento termico e superficiale

Test correlati

Domande frequenti su Analisi dei metalli XRF

La conformità RoHS è dimostrata da XRF?

XRF è un metodo di screening preliminare. I risultati vicini al limite o sospetti devono essere confermati con i metodi di verifica definiti nella norma IEC 62321 (come ICP-MS, GC-MS).

Come viene misurato lo spessore del rivestimento?

Il rapporto tra l'intensità della radiazione proveniente dal rivestimento e dal materiale sottostante è correlato allo spessore. Il metodo non è distruttivo, ma è necessario conoscere la composizione del rivestimento e del substrato.