自动合金分拣：不锈钢和特种合金

FOX-IQ系统的自动化在线XRF检测

FOCUS
管材/棒材/管道
大批量的质量控制
通过/失败模式
分析模式

管材和管道制造商在他们的生产线上使用很多不同种类的金属材料和合金材料制造产品。为避免材料混淆，并满足客户的要求，这些制造商必须将自己生产的产品与业内认可的合金指标进行比较。特别是在航空航天、石油和核能工业中，如果在处理或制造过程中使用了错误的合金材料，后果将会非常严重，不仅会导致产品出现故障，最终还会造成巨大的商业损失。大批量进行生产的制造商需要使用一种快速、无损的方式，对材料进行百分之百的成份辨别（PMI）。

我们设计的FOX-IQ厂内在线XRF系统，可对大批量生产、处理的产品进行自动在线分析，实现100%的质量控制。X射线荧光（XRF）分析是一种已经过实地验证的分析技术，通常用于对产品的合金牌号和化学成份进行快速无损验证。每台FOX-IQ系统都可以对材料进行快速精确的牌号辨别，完成通过/失败的检测，提供材料的化学成份，并自动链接到QC/QA报告系统。这个系统经过设置，可以简单地整合到已有的或新添的由PLC控制的生产线上。系统还具有很高的灵活性，可以使用由用户设计的复杂程序，完成检测分析工作。

FOX-IQ系统由一台可在工业环境中使用的PC机控制。这台PC机可使系统开启/停止工作，进行数据采集，做出判断，并与外部设备进行通讯。FOX-IQ系统性能强大且使用方便的软件，根据管材/管道工业的要求而定制，具有自动重检功能，多级别访问功能，以及一个直观的触摸屏界面。这款已经得到CE认证的系统可在工业环境中连续7天24小时全天候使用；其小巧的机身设计几乎可以适用于所有已经存在的操作应用。

FOX-IQ系统的操作模式
通过/失败模式为进行大规模的合金分拣与质量控制而设计。整个分拣工作是将每件产品与操作人员选择的一个参考特征信息进行比较，并在2到3秒钟之内给出“通过”或“失败”的结果。

系统中配置了一个包含常用合金特征信息的标准参考库，而且用户还可以通过只需一分钟的简单操作程序，添加300多种自行定制的合金特征信息。此外，系统中输入了一个特征信息后，就无需针对这个信息定期进行重新校准了。

分析模式利用基本参数（FP）算法判定材料的化学元素成份。针对那些需要分析专有合金或特殊合金的应用，使用基本参数（FP）算法的分析模式是一种非常理想的分析方式，因为这种方式可在处理过程中监控杂质元素的化学成份，或监控材料的化学成份。分析模式可以在大约5秒钟的时间内辨别未知材料，检测时间越长，分析精度越高。

FOX-IQ系统的性能

实验性应用的结果：316/316钛合金的加工生产线

辨别情况

	所选材料	被分析的材料	结果
1380	316Ti	316L	失败
1381	316Ti	316L	失败
1382	316Ti	316L	失败
1383	316Ti	316L	失败
1384	316Ti	316L	失败
1385	316Ti	316L	失败
1386	316Ti	316L	失败
1387	316Ti	316L	失败
1388	316Ti	316L	失败
1389	316Ti	316L	失败
1390	316Ti	316Ti	通过
1391	316Ti	316Ti	通过
1392	316Ti	316Ti	通过
1393	316Ti	316Ti	通过
1394	316Ti	316Ti	通过
1395	316Ti	316Ti	通过
1396	316Ti	316Ti	通过
1397	316Ti	316Ti	通过
1398	316Ti	316Ti	通过
1399	316Ti	316Ti	通过
检测3秒钟。钛元素检测的通过率为10/10。不带钛元素检测的通过率为0/10。

	所选材料	被分析的材料	结果
1340	316L	316L	通过
1341	316L	316L	通过
1342	316L	316L	通过
1343	316L	316L	通过
1344	316L	316L	通过
1345	316L	316L	通过
1346	316L	316L	通过
1347	316L	316L	通过
1348	316L	316L	通过
1349	316L	316L	通过
1350	316L	316Ti	失败
1351	316L	316Ti	失败
1352	316L	316Ti	失败
1353	316L	316Ti	失败
1354	316L	316Ti	失败
1355	316L	316Ti	失败
1356	316L	316Ti	失败
1357	316L	316Ti	失败
1358	316L	316Ti	失败
1359	316L	316Ti	失败
检测3秒钟。钛元素检测的通过率为0/10。不带钛元素的检测通过率为10/10。

化学成份
	样件	Ti	Cr	Mn	Ni	Cu	Mo
	316 Ti a	0.37	17.15	1.39	13.00	0.31	1.91
	316 Ti a	0.32	17.12	1.32	12.71	0.44	2.03
	316 Ti a	0.32	17.33	1.23	12.89	0.42	1.93
	316 Ti a	0.46	17.21	1.29	12.52	0.37	2.04
	316 Ti a	0.31	17.22	1.08	12.75	0.52	1.96
平均值	316 Ti a	0.36	17.21	1.26	12.77	0.41	1.97
标准偏差		0.06	0.08	0.12	0.18	0.08	0.06

	样本	Ti	Cr	Mn	Ni	Cu	Mo
	316 L a	未探出	17.67	1.53	13.81	0.47	2.47
	316 L a	未探出	17.98	1.67	13.74	0.54	2.55
	316 L a	未探出	17.76	1.57	13.74	0.57	2.46
	316 L a	未探出	17.68	1.59	14.04	0.48	2.47
	316 L a	未探出	17.88	1.69	13.68	0.51	2.62
平均值	316 L a	未探出	17.79	1.61	13.80	0.51	2.51
标准偏差			0.13	0.07	0.14	0.04	0.07
结论：仅在4秒钟内便可重复、可靠地探测出占0.35%的钛元素。在4秒钟的检测时间内，可非常迅速地获得具有重复性的化学成份分析结果。

距离
距离毫米	Ti	Cr	Mn	Ni	Cu	Mo
0	0.32	17.26	1.19	12.98	0.37	1.95
2.5	0.32	17.09	1.27	12.95	0.36	1.99
4	0.32	17.04	1.36	13.11	0.40	2.00
在不同距离上进行10次3秒钟检测的平均值。含量单位为%。分析仪使用了一种对微小的差异变化不太灵敏的规范化过程（约1-2毫米）。这样可省去建造复杂、昂贵的移动装载台的麻烦。