光谱分析检验方法解析

Q/YS□□□□□□□i□工程公司企业标准Q/YSI.659-2006光谱分析检验方法2006-XX-XX实施2006-XX-XX发布□□□□□□□□工程公司标准化委员会2006-XX-XX实施□□□□□□□□工程公司标准化委员会发布目次TOC\o"1-5"\h\z前言II1范围1引用文件1术语和定义14职责15工作程序25.1检测流程图25.2接收《检验委托单》25.3技术交底25.4确认被检项目（部件）3检验准备3分析步骤6记录7检验结果评判75.9不合格品处理8检验报告8质量控制8安全环境控制96I己^录10附录A（规范性附录）光谱分析检验流程图11附录B（资料性附录）记录表样13表8.金属028光谱分析委托单14表B.金属029光谱分析不合格通知单15表B金属030光谱分析检验记录16表B金属031光谱分析检验报告17本标准中附录表A为规范性附录。本标准中附录表B为资料性附录。本标准由金属检测中心提出。本标准批准人：本标准归口部门：本标准审核人：本标准会审人：本标准起草单位：本标准起草人：本标准校对人：本标准于XXXX年X月首次发布。更改记录页序号更改单编号更改条款及摘要更改人/日期备注说明：本表由文件持有人根据“文件更改审批通知单”及时填写。

光谱分析检验方法1范围本方法适用于火力发电厂安装设备的高温高压管道和各类合金钢部件，以及它们的焊接接头、焊接材料（焊丝、焊条）的定性和半定量分析检验。也适用于金属材料的分类检验。2引用标准下列标准中的条文通过本标准的引用而成为本标准的条文。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。中华人民共和国电力工业部基建司1993-06-01火力发电厂金属光谱分析导则DL438—2000火力发电厂金属技术监督规程DL/T869—2004火力发电厂焊接技术规程DL647—2004电站锅炉压力容器检验规程TSGG7001DL438—2000火力发电厂金属技术监督规程DL/T869—2004火力发电厂焊接技术规程DL647—2004电站锅炉压力容器检验规程TSGG7001—2004锅炉安装监督检验规程DL/T5047—95电力建设施工及验收技术规范（锅炉篇）DL5011—92电力建设施工及验收技术规范（汽机篇）DL5031—94电力建设施工及验收技术规范（管道篇）3术语和定义3.1光谱：只有一种波长，不能再进行分解的光叫做单色光；含有若干种波长成分的混合光就叫做复3.1光谱：只有一种波长，3.2光谱分析：根据物体的光谱来判定它的化学成分的方法。3.3半定量分析：用眼睛来估计谱线的强度，来粗略地决定元素在试样中的含量。这种分析叫做光谱半定量分析。3.4定性分析：每一种元素的原子被激发后，可以得到其特有的光谱来判定试样中某元素是否存在。3.5局部定性分析：假定要测定样品中是否有某几个元素。3.6全定性分析：假使要测定样品中所包含的全部元素。4.1公司主管总工程师负责本方法的管理工作。4.2项目部负责为本方法的实施提供必要的安全设施和工作场地。4.3金属检测中心负责本方法的归口管理，并且负责其编制和修订。4.4金属检测中心主任负责本方法的贯彻落实和质量、安全管理，并且为本方法的实施配备必要的检验人员。4.5金属检测中心总工程师负责本方法的技术管理，并且负责其检验器材的管理。4.6金属检测工区为本方法的具体实施部门，为客户提供准确的检验结果，出具检验报告。4.7金属检测工区主任具体安排本方法的实施，并且对检验结论负责。4.8金属检测工区专业工程师负责本方法的技术交底，并且对检验工艺措施和质量问题负责。4.9光谱分析检验人员具体从事本方法的检验工作，对检验结果、报告负责。光谱分析检验人员必须持证上岗。5工作程序5.1检验流程图见附录A.15.2接收《光谱分析委托单》5.2.1《光谱分析委托单》要求有工程名称、项目（部件）名称、委托单位名称、委托单编号、项目（部件）规格、材质、检验数量、检验数量合计、项目（部件）所在位置、要求完工日期、委托人、联系人、委托日期等。5.2.2《光谱分析委托单》编号要求委托单位统一编号，即同一工程机组、同一检验方法依次编号。例如：锅炉工区委托一号机组第三次进行光谱分析，编号为GL1-GP-003，其中“GL”为锅炉汉语拼音缩写，“1”为一号机组，“GP”为光谱分析汉语拼音缩写，“003”为第三次委托。注意编号中后面的数码为三位数字。5.2.3金属检测工区在接收《光谱分析委托单》时，应检查其编号和内容是否符合要求，如果不符合要求应立即退回，按要求重新委托。5.2.4《光谱分析委托单》应一式三份，其中两份交给金属检测工区，一份委托单位留底。在送交《光谱分析委托单》时，委托单位和金属检测工区双方要在《检验委托单接收台帐》上签字，并注明签字日期和检验日期。5.3技术交底5.3.1检测工区专业工程师依据规程规范和《光谱分析委托单》编制《光谱分析作业指导书》，《光谱分析作业指导书》依照金属检测中心作业指导书纲要编制。5.3.2检测工区专业工程师把编制好的《光谱分析作业指导书》交于检验人员，并口头详细说明其中各条款的内容及注意事项，直至检验人员领会为止，最后双方在技术交底书上签字，注明日期。5.4被检项目（部件）确认5.4.1被检件应有原始技术文件，包括规格、钢号等。5.4.2被检件应去除油漆或油污，以免影响弧光大小。5.4.3被检件环境周围应具备良好的工作场所，高空作业有可靠的架子。如果不能同时满足以上三条，则此被检项目（部件）视为不具备检验条件，此项检验委托单将被退回，待委托单位具备条件后重新进行委托。5.5准备5.5.1检验人员准备5.5.1.1根据检验工作量的大小安排检验人员人数，其中必须包括持有光谱分析资格证的检验人员。5.5.1.2光谱分析人员的视力应在1.0以上，色盲者不能担任光谱分析工作。5.5.1.3检验人员戴好安全帽、绝缘手套、穿绝缘鞋，高空作业拴好安全带等。5.5.1.4检验人员技术要求a）看谱分析由于测定的合金元素范围较小，对电力行业来说，主要分析Cr、Mo、V、Ni、W、Ti六种元素。看谱分析者严格的说，当接到分析委托单时，应经过四个思维过程才能下结论。1）第一：先对试样产生感性认识，这是什么样的部件，它是用在什么地方的。2）第二：利用看谱仪进行定性、半定量分析，测定出试样中含有哪些合金元素，得出含量近似值。3）第三：确定分析的钢号和试样技术资料提供的钢号是否一致。4）第四：根据试件的使用部位，使用要求等条件做出能否使用的结论。b）有三种情况应充分注意：第一，定型的部件一般钢号范围比较固定，因而就容易做结论。第二，合金元素含量单一，含量也十分明确，但含碳量变化范围较大，这就只能实事求是地下结论，如Cr13钢，有0Cr13、2Cr13、3Cr13等，由于含碳量不同，钢号差的很多，它们用途，加工工艺差的很多，因而光谱分析人员判断出合金元素含量后，务必指出不能决定钢号的原因，以免发生意外。第三，是半成品，如圆钢，光谱分析就更复杂些，它有可能是结构钢或耐热钢，范围很宽情况也很复杂，是不可能通过光谱分析下结论的，因而光谱分析必须是在提供确切的试样后，进行钢号的核对，要把看谱分析当成精确确定合金元素含量的方法是会发生误差的，甚至造成严重后果。5.5.2检验仪器设备准备5.5.2.1弧光发生器的“电弧”、“火花”转换开关性能良好，散热系统保护罩无变形。5.5.2.2看谱镜上的遮光罩应活动灵活，起弧部件应拧紧。5.5.2.3弧光发生器与看谱镜的连接应紧密，通电后起弧良好。5.5.3材料准备准备做电极用的铜棒两根。准备80#砂纸、锉刀、破布等。5.6分析步骤5.6.1用砂纸仔细打磨电极铜棒，使铜金属完全暴露出来，以避免上次分析的合金元素粘连在铜棒上，对本次分析造成影响。5.6.2连接光谱分析仪的发生器跟看谱镜连线，接通发生器的电源插座。燃弧，观察看谱镜中Cr、Mo、V、Ni、W、Ti在各区域的特征线。5.6.3看谱分析的重点元素是Cr、Mo、V、Ni、W、Ti和Mn，其中Cr、Mo、V要准确的定量，其它合金元素要求可适当掌握，灵活应用。5.6.3.1对可见光部分的特征谱线进行识别和强度评定，达到定性和半定量分析的目的。定性分析：只要是否观察到该元素的特征谱线，就可以决定该元素是否存在。它分为局部定性分析和全定性分析两种。半定量分析：利用试样中的杂质线(分析线)和附近的基体线(比较线)进行强度的比较来测定的。在分析试样时，根据试样中出现的谱线强度情况，作出试样中杂质百分含量的判断，见表1。5.6.3.2Cr元素的定量，重点是抓住含Cr量为0.5〜2.5%，4〜6%和10%以上三个含量范围的精确定量。含Cr量的定性分析没有什么意义，关键是定量分析，定量时主要抓住Cr1、Cr5、Cr6,Cr含量对定钢号至关重要，所以，在定量时可找二条线同时定量复核，这样通过二次定量结果要正确一点。Cr1(492.23nm)线在青绿色区，该色区有一条特别明亮的铁线35,在35号线左边再隔开几条谱线有一对互相靠得较紧的明亮双线,即铁线31号(491.90nm)32号(492.05nm)Cr1线紧靠31、32双线的右边，当Cr的含量低时Cr1不出现，一般在Cr含量高于8%时，才用它作为定量分析线用。Cr5(534.58nm)、Cr6(534.83nm)和Cr7(540.98nm)是在黄绿色区。Cr5、Cr6是最好找的谱线，其特征是，它的右边有一组由三条亮度比较弱和一条亮度很高的线组成的537.15nm铁线组(Te536.49nm〜537.15nm),在这组线的左边有两条很明晰的铁线533.99nm,534.10nm。在不含合金元素的钢样光谱中72、73双线至74铁线组的中间，几乎是不出现明亮谱线的空视野。表1分析线与基体线强度比符号符号符号解说注释<<元素线亮度比比较线--一很细很暗小小于<元素线亮度比比较线--一细暗小于:<元素线亮度比比较线--一稍细或稍暗比较小于W元素线亮度比比较线--一相等或稍暗小于或等于=元素线亮度比比较线--一相等等于N元素线亮度比比较线--一相等或稍亮大于或等于>:元素线亮度比比较线--一稍粗或稍亮比较大于>元素线亮度比比较线-粗亮大于>>元素线亮度比比较线--一很粗很亮大大于>>>元素线亮度比比较线-取粗取亮特大于Mo这一合金元素在钢中的作用主要是提高热强性，一般在合金结构钢和耐热钢中采用，其含量多半是在0.25%、0.5%和1%左右，因而光谱分析人员必须熟悉这三种含量的正确评定，当Mo含量在0.25%左右时,Mo2、Mo3线条清晰Mo4隐形可见，当Mo的含量达到0.5%时，Mo487号基本线亮度要低得多。钢号鉴别工作，主要是采用Mo3、Mo4作为定量谱线。钼的谱线多在黄色区，可看到黄色区有三条等距离的铁线87、88、89，其中89比较弱。在紧靠87铁线的右边一条是Mo4(557.05nm)，在87、88、89三线组的左边隔一段距离有一均称的三线，即铁线83、84和Mo2(550.65nm)。Mo3(553.30nm)在以上两对三线组的中间偏左一些。V的含量在合金结构钢中多半是0.15%或0.3%左右，也有少数钢含V量为0.4%〜0.5%之间，抓住V1=1#基体线为0.15%，V2=1#为0.3%，V3=3#基体线，V含量为0.4%左右就完全可以了。钒在紫色区中出现七条谱线，在该色区有三条很明亮的铁线它们的特点是：从左至右，第一根亮铁线到第二根亮铁线的距离，是第二根亮铁线到第三根亮铁线的距离的两倍。在第一根亮铁线的左边，有一根明晰的铁线，即为1号铁线。在铁线1号与第一根亮铁线的中间偏左，即为V1(437.92nm)的位置。在第一根亮铁线的右边依次出现V2(438.47nm)，V3(439.00nm)，V4(439.52nm)和V5(440.06nm)四条钒线，且四条钒线的相互距离几乎相等。在第二根亮铁线的右侧，与第三根亮铁线的的中间有V6(440.67nm)和V7(440.76nm)，当试样不含钒时，V1、V2、V4的位置都不出现谱线。而V3受铁线438.92nm,V5受Fe440.40nm,V7受Fe440.77nm的干扰。无钒试样，在这些钒线的位置，都出现较弱的谱线°V8(487.55nm)位于蓝绿色区，这是一条比较明晰的钒线，比紫色区的钒线易于观测。它在双铁线27、28的右边，铁线29的左边。5.6.3.5对Ni、W、Ti的定量由于客观情况的不同，要求定量的精度不必象Cr、Mo、V要求那样高，但要求定性必须是正确的，也就是说在含量较低的情况下，有没有这种合金元素必须充分加以肯定，如W有时钢中含有0.4%左右，但对定出钢号、编写工艺措施，确定焊条的选择是十分重要的，虽然含量在0.4%左右，含量表上没有，但W2、W3二线是出现的，亮度不大而已。光谱分析者必须从实际出发，满足生产上的需要。达不到定量标志线，但如果不分析W的定性就可能误判钢号。5.6.3.6镍的谱线较难辨认，比较方便的辨认方法是，先取不含镍的钢样点弧，找到蓝色区的锰线，然后在Mn1、16、14三根等距离谱线的左边，隔一段空视野可见到一组铁线，其中最亮的一条为铁线9,并记住他们的特征，再取含镍合金钢点弧观察，这时在铁线组9的右边，原来是空视野的中间偏左，就能跳出两条镍线，分别为Ni1(471.44nm)和Ni2(471.58nm),Ni1和Ni2靠得很近,Ni2的亮度大于Ni1。Ni1实际上与铁线471.22nm和帆线471.44nm相重合，因此对低镍的测定有干扰。Ni3(503.54nm)在绿色区，它位于双铁线43、44的左边，在43、44双线的右边有一比较明亮的双线45、46，这两对双线是特征性较强的铁谱线，给寻找Ni3线提供了方便。在分辨率高的看谱镜中Ni3实际是由三条很紧密的线组组成。高镍时，在Ni3左边的铁谱中可见到一些新增的紧密双线组。在双铁线45、46往右看，隔一段空视野后，可在一排整齐的铁线中发现另一条镍线Ni5(508.05nm)。光谱中的镍线都不够灵敏，镍含量的变化，不能引起谱线亮度的显著变化，这些谱线对光谱激发条件的改变却非常敏感。因此，测定镍时，必须尽可能地保持电弧条件的一致，考虑到这些镍线有闪耀现象，评定它们的亮度，可在闪耀的瞬间，或是闪耀的间隔时进行评定。评定时，还要注意予燃时间，一般应在电弧点燃40~60秒后再作测定。在钢号的鉴别中，一般根据Ni1、Ni3线进行评定。W1(484.38nm)在青绿色区。在三对特征铁线27和28,Fe489.08nm和30、31和32的左右。W1到铁线26之距离与26到29的距离几乎相等。以铁线26为中心，根据26至29的距离从右至左量过去，就可以准确地找到W1的位置，不含钨的试样这个位置是空位，且附近同有明亮的谱线出现。W2(505.33nm)和W3(505.46nm)二条谱线在绿色区。在已经熟悉了Ni3的位置时，比较好找，它们在Ni3的右边。有明亮的双铁线43、44和45、46铁线，45、46、W2、W3构成一组排列整齐的谱线组。其中W2的亮度大于W3，根据W2、W3的出现与否，可以断定钢样中是否含有合金元素钨。Ti2(498.17nm)和Ti3(499.95nm)谱线在绿色区，先在该色区找到一条明亮的铁线35,在35的右边，有一组较密并排列整齐的线组，即37铁线组，在此线组的左边就是Ti2的位置，再往右看，有几条较亮的铁线，在40号铁线的左边是Ti3,在T2和Ti3的中间还能出现一条钛线即Ti499.11nm,它紧靠铁线39的左边，与铁强499.13nm重叠,Ti3与铁线499.94nm重叠，虽然如此,Ti499.11nm和Ti3还是随钛含量的改变而有明显的变化。5.6.3.9对锰Mn的定量是对锰钢材料一项分析与定量的工作，因为Mn在任何钢中都有一定含量的存在，这就不存在定性问题，关键应判明在含合金结构中锰Mn是以合金元素存在的含量，一般作合金元素存在的锰合金钢，如：16MnR等，它们的含量1%左右，因而主要是根据Mn2线与16#基体线比较，但因二线较远定量有出入，还可在红色区将Mn11与#96基体线相比，二者兼评得出结论，确定Mn钢的近似含锰量。Mn的判定，给10条锰线作了编号，它们分别分布在青色和橙红色区。Mn1(473.90nm)Mn2(475.40nm)Mn3(476.15nm)Mn4(476.24nm)Mn5(476.56nm)Mn6(476.64nm)Mn7(478.35nm)，这些谱线都在青色区，其特征是Mn1〜Mn7都在铁线473.68nm和478.97nm之间，其中Mn7最亮,它和铁线478.86nm和478.97nm组成一组等距离的整齐线组。最左边的一条即为Mn7，在Mn7的左边，有两对双线组，排列整齐。双线组分别为Mn3、Mn4组和Mn5、Mn6组。Mn1在铁线16的右边。Mn1、16、14三条谱线等距地整齐排列。Mn2在Mn1与Mn3的当中稍靠右一些。在Mn1〜Mn7这七条锰线中，以Mn1亮度最弱，低锰时它不出现。Mn9(601.35nm)、Mn10(601.66nm)、Mn11(602.18nm)三谱线是在橙红色区，它们分布在该色区的一组排列紧密的谱线之间，在它们的左边有三条比较明亮的等距铁线(其左边一条亮度较弱)可作为一个特征。5.7记录5.7.1检验记录检验记录的主要内容：委托单位、检验仪器、委托单编号、检验项目、规格、材质、检验人、检验日期。检验员、审核人分别在记录表上签字，并写明检验日期。5.7.2工作记录内容包括：在检验过程中人员的工作安全情况，检验中的特殊情况，仪器的状况以及检验项目、工作量、工作时间等。工作记录要求：要认真做好工作记录，在工作现场收集数据和记录特殊情况，随后进行整理。检验项目负责人、记录人签名，并注明记录日期。5.8检验结果评判按《火力发电厂金属光谱分析导则》进行评判。结果分为：不符合或符合。5.9不合格处理对检验不符合规定的，出具不合格检验通知单，通知委托单位，由委托单位作出相应处理。5.10检验报告5.10.1检验报告主要包括的内容：a）工程名称、项目名称、委托单位、报告编号；b）部件编号、材质、规格；c）分析结果评定；d）检验人员和审核人员签字，报告日期。5.10.2出具检验报告a）报告编号按照同一工程机组、同一委托单位、同一种检验方法依次编号，并注明报告年份。例如，某一报告编号为：“GP—QJ1X—003（2/5）—2005”，贝“GP”为光谱检验方法汉语拼音缩写、“QJ”为汽机工区汉语拼音缩写、“1”为1号机组、“X”为检验项目（部件）的代号、“003”为该报告序号、“（2/5）”为该报告共5页中的第2页、“2005”为报告年份。b）工程名称、项目（部件）名称在报告中要写清全部名称，不能写简称。c）严格按照标准规范规定进行检验结果评定，得出检验结论。d）审核、检验员签名并注明各自检验技术等级，写明报告日期，加盖金属检测中心公章。公章位置不可超出报告表格底线。e）检验报告一般要求一式四份（特殊情况可增减份数），移交委托单位三份，留底一份。检验报告移交时，双方在《检验报告登记台帐》上签字，并注明移交日期。5.11质量控制5.11.1检验人员控制a）凡从事光谱分析的工作人员必须经专业培训，并经资格鉴定考核委员会考试合格，取得资格证书方能从事光谱分析工作。b）光谱分析人员掌握常用合金钢的性能用途及燃弧时间对分析结果的影响。c）光谱分析人员应掌握电厂常用合金钢及所含合金元素的定性与半定量分析技能，并对检验结果负责。d）光谱分析人员应熟练操作仪器，具有一定的仪器维护和一般的故障排除技能。e）光谱分析人员应作好分析记录和分析标记，对被检出的不符合技术资料要求的项目必须进行复核，并及时签发检验报告，通知委托单位。f）光谱分析人员的视力应在1.0以上，色盲者不能担任光谱分析工作。g）光谱分析人员应做好分析记录和分析标记，对被检出的不符合技术资料要求的项目必须进行复核，并及时签发检验报告，通知委托单位。5.11.2仪器设备控制5.11.2.1仪器应轻拿轻放，不应受到撞击，分析前电极应处于中心位置。5.11.2.2尽量避免雨天在野外工作，工作时仪器要注意防水，要有遮雨措施，配备遮雨伞，仪器盖板不得随意打开，仪器发生故障可请专业人员修理5.11.3检验工艺控制5.11.3.1要考虑到谱线亮度与激发条件有关，工作时严格掌握激发时的电流强度和固定电极与试样之间的电极间隙，使每次的激发条件基本上保持一致，可以减少误差。5.11.3.2要了解每个元素的燃烧“特性”，考虑预燃时间，大多数元素在开始燃烧时，它的谱线亮度并不稳定必须经过一定的时间才稳定下来，只有这时进行亮度评定才比较可靠。5.11.3.3选择分析线和比较线时，不可相距过远。两线中间最好避免特别亮的谱线存在，因为这会影响人的视觉，造成较大的误差。5.11.3.4要考虑到视觉不同波长的谱线亮度的敏感性不同，人的眼睛最易感觉的波长是黄绿色部分而对红色和紫色部分的感受眼睛的灵敏度会显著地下降，因此对这些色区中的观测评定要特别注意。5.11.3.5选择分析线时，要选择成份灵敏度较高的谱线，即含量变化很少，就能引起谱线亮度的较大变化。5.11.3.6要考虑被测元素以外的元素的影响，因为试样成份的改变，有时要引起谱线亮度的较大变化。5.11.3.7试样在分析前最好用砂轮或锉刀磨