Методика поверки «ГСИ. Спектрометры эмиссионные ИСКРОЛАЙН » (МП-242-2333-2019)

Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

УТВЕРЖДАЮ

НИИМ им. Д.И.Менделеева»

А.Н. Пронин

12____2019 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Заместитель руководителя отдела Государственных эталонов в области физико-хим!у1еских измерений

ФГУП «ВНИИМ им/Д.И. Менделеева»"

______/7 с/_____________А.В. Колобова

Ведущий инженер

.И. Менделеева»

Т.М. Эннанова

Санкт-Петербург 2019 г.

Настоящая методика распространяется на спектрометры эмиссионные ИСКРОЛАЙН (далее -спектрометры), изготавливаемые ООО «ИСКРОЛАЙН Пром Групп Рус», Россия, г. Санкт-Петербург. Спектрометры подлежат первичной поверке до ввода в эксплуатацию и после ремонта и периодической поверке в процессе эксплуатации.

2.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1. Таблица 1- Операции поверки

• 2.2. Если при проведении той или иной операции поверки получен отрицательный результат, дальнейшая поверка прекращается.

• 2.3. Методикой поверки предусмотрена возможность проведения поверки по отдельным определяемым элементам или на меньшем числе поддиапазонов измерений в соответствии с запросом потребителя и в зависимости от того, методики анализа каких материалов установлены на спектрометре: анализ сталей и сплавов на основе железа; анализ чугунов; анализ меди и сплавов на основе меди; анализ алюминия и сплавов на основе алюминия; анализ никеля и сплавов на основе никеля; анализ кобальта и сплавов на основе кобальта; анализ титана и сплавов на основе титана; анализ магния и сплавов на основе магния; анализ свинца и сплавов на основе свинца; анализ олова и сплавов на основе олова; иные.

• 2.4. Поверка по отдельным определяемым элементам или на меньшем числе поддиапазонов измерений проводится согласно МИ 2531-99 «ГСП. Анализаторы состава веществ и материалов универсальные. Общие требования к методикам поверки в условиях эксплуатации» в соответствии с разделами «Контроль точности (погрешности, прецизионности, неопределенности)» или «Обработка результатов измерений» аттестованных методик измерений.

• 3.1. При проведении поверки должны быть применены средства, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 3.2. Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик спектрометра с требуемой точностью.

• 3.3. В случае проведения поверки спектрометра в соответствии с п.п. 2.3 и 2.4 настоящей методики поверки вместо стандартных образцов, указанных в п. 1 таблицы 2 применяются стандартные образцы соответствующего состава, обеспечивающие определение метрологических характеристик спектрометра с требуемой точностью в соответствии с требованиями МИ 2531-99 и аттестованными методиками измерений.

• 3.4. Все средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке, а стандартные образцы, - действующие паспорта.

• 4.1. Требования безопасности должны соответствовать рекомендациям, изложенным в руководстве по эксплуатации спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН.

• 4.2. К проведению поверки допускаются лица, изучившие руководство по эксплуатации спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН, настоящую методику поверки, допущенные к выполнению поверки по данному виду измерений и прошедшие инструктаж по технике безопасности в установленном порядке.

• 4.3. При проведении работ по подготовке проб следует руководствоваться правилами и нормами, регламентированными инструкциями по безопасности труда для лабораторий рентгеноспектрального анализа, действующими на предприятии.

• 4.4. Для получения данных, необходимых для поверки, допускается участие в поверке оператора, обслуживающего спектрометр, или сервис-инженера (под контролем поверителя).

• 5.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающей среды, °C                             от +15 до +25;

• - относительная влажность при температуре +25 °C, % не более       80

• 6.1. Подготовку спектрометра эмиссионного ИСКРОЛАЙН к поверке, включение соединительных устройств, выполнение операций при проведении контрольных измерений осуществляют в соответствии с правилами эксплуатации, изложенными в руководстве по эксплуатации соответствующей модификации спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН.

• 6.2. Подготовить для анализа выбранные стандартные образцы в соответствии с инструкцией по применению соответствующего комплекта стандартных образцов, являющейся приложением к паспорту на комплект СО, а так же в соответствии с рекомендациями, изложенными в руководстве по эксплуатации спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН. На заточенной поверхности монолитного образца не допускаются раковины, поры, трещины, шлаковые включения, цвета побежалости и другие дефекты. Заточенные поверхности образцов не следует трогать руками.

• 7. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 7.1.1. При проведении внешнего осмотра должно быть установлено:

• - наличие маркировки, подтверждающей тип и идентифицирующей спектрометр;

• - отсутствие на наружных поверхностях спектрометра повреждений и дефектов, влияющих на его работоспособность;

• - отсутствие ослаблений элементов конструкции, чистоту разъемов;

• - надежность крепления соединительных элементов, кабелей.

• 7.1.2. Спектрометр эмиссионный ИСКРОЛАЙН считается прошедшим поверку по п. 7.1, если корпус, внешние элементы, органы управления не повреждены, отсутствуют механические повреждения и ослабления элементов конструкции.

Опробование спектрометра эмиссионного ИСКРОЛАЙН заключается в его включении в соответствии с руководством по эксплуатации и описанием программного обеспечения PPM Pro и загрузке ПО PPM Pro.

Результаты опробования считаются удовлетворительными, если на дисплее монитора, после загрузки ПО PPM Pro не появляется сообщений об ошибках.

• 7.3.1. Определение идентификационных данных ПО PPM Pro.

• 7.3.1.1. Определение идентификационного наименования, номера версии (идентификационного номера) ПО PPM Pro и цифрового идентификатора метрологически значимого модуля (файла) metrology.dll ПО PPM Pro.

После запуска ПО PPM Pro, в верхней строке главного меню написано идентификационное название ПО PPM Pro (рисунок 1).

Чтобы проверить версию ПО PPM Pro, необходимо нажать кнопку «Помощь» главного меню ПО и в выпадающем списке выбрать пункт «О программе». В открывшимся окне будет приведен номер версии ПО (рисунок 2), который должен совпадать с указанным в паспорте на поверяемый прибор.

Спектрометры эмиссионные ИСКРОЛАЙН МП-242-2333-2019

Цифровой идентификатор метрологически значимого файла ПО PPM Pro metrology.dll рассчитывается по алгоритму MD5 и указан в окне «О программе» ПО PPM Pro в строке «Контрольная сумма метрологически значимой части» (рисунок 2). Он должен совпадать со значением, указанным в паспорте на поверяемый прибор.

Рисунок 1. Окно с наименованием ПО PPM Pro в верхней строке главного меню.

Рисунок 2. Окно с номером версии ПО PPM Pro и цифровым идентификатором метрологически значимого файла

• 7.3.2. Спектрометр эмиссионный ИСКРОЛАИН считается выдержавшим поверку по п. 7.3, если версия ПО PPM Pro не ниже 3.15.0.1, а полная версия и цифровой идентификатор ПО РРМ Pro совпадают с указанными в Паспорте на поверяемый прибор.

• 7.4.1. Определение спектрального диапазона.

• 7.4.1.1. Для проведения измерений по данному пункту в зависимости от модификации спектрометра и контролируемых аналитических линий применяют ГСО 6530-92/6534-92, стандартные образцы состава сплавов алюминиевых; ГСО 10504-2014, стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных; ГСО 8876-2007, стандартные образцы состава сталей легированных.

В случае поверки спектрометра, настроенного для анализа иных материалов (не сталей) в соответствии с п.п. 2.3 и 2.4 настоящей МП, применяют стандартные образцы, содержание в которых элементов, по которым контролируются границы спектрального диапазона, достаточно для четкой идентификации спектральной линии контрольного элемента.

• 7.4.1.2. Для проверки нижней и верхней границ рабочего спектрального диапазона следует использовать стандартный образец с достаточно большим содержанием элемента, соответствующего нижней (коротковолновой) и верхней (длинноволновой) границам рабочего спектрального диапазона испытываемого спектрометра, и, желательно, с бедным спектром других элементов в

Спектрометры эмиссионные ИСКРОЛАИН МП-242-2333-2019                                                  6

поддиапазоне ±10 нм по отношению к анализируемой аналитической линии. Контроль рабочего спектрального диапазона проводится на следующих аналитических линиях:

• -  кремния 120,651 нм (или алюминия 121,19 нм, или водорода 121,567 нм) при анализе сплавов алюминиевых с содержанием кремния не менее 5,0 % для проверки нижней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 250, 300;

• -  кремния 129,896 нм (или 130,437 нм, или 130,927 нм) при анализе сплавов алюминиевых с содержанием кремния не менее 5,0 % для проверки нижней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификации 100М;

• -  железа 167,079 нм (или 167,346 нм, или 167,472 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки нижней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 100, 250К, 300К, 500, 500М;

• -  железа 174,165 нм (или 174,682 нм, или 174,922 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки нижней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификации 60;

• -  железа 185,153 нм (или 186,005 нм, или 186,475нм) при анализе сталей углеродистых для проверки нижней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 100В, 1000, 1000М;

• -  железа 189,873 нм (или 190,479 нм, или 192,624 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки нижней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 500В, 500МВ;

• -  железа 435,176 нм (или 435,273 нм, или 436,977 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаци 60;

• -  железа 435,237 нм (или 433,705 нм, или 438,354 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАИН модификаций 500, 500В

• -  железа 460,294 нм (или 459,265нм, или 461,128 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 100, 100В, 100М;

• -  железа 579,819 нм (или 580,663 нм, или 581,607 нм) при анализе сталей углеродистых для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 500М, 500МВ;

• -  аргона 800,616 нм (или 801,479 нм, или 799,894 нм) при анализе сталей углеродистых (в среде аргона чистотой не ниже 99,998 %) для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 250,250К;

• -  хрома 929,044 нм (или аргона 925,878 нм, или аргона 935,046 нм) при анализе сталей легированных (в среде аргона чистотой не ниже 99,998 %) с содержанием хрома не менее 8,0 % для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАИН модификаций 300, 300К;

• -  хрома 929,044 нм (или хрома 929,415 нм, или железа 928,222 нм) при анализе сталей легированных с содержанием хрома не менее 8,0 % для проверки верхней границы спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН модификаций 1000,1000М.

Подготовить выбранный в соответствии с п.п. 7.4.1.1 и 7.4.1.2 настоящей МП стандартный образец путем шлифовки его поверхности в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на спектрометр.

• 7.4.1.3. Запустить программное обеспечение PPM Pro. Провести серию тестовых измерений образца, проверяя каждый раз качество пятна обжига согласно Руководству по эксплуатации. Убедиться в том, что разряд дает качественное пятно обжига.

• 7.4.1.4. Переключиться на аналитическую методику «МП_границы». Провести одно измерение образца. Нажать кнопку «Спектр» на панели кнопок управления, включив тем самым графическое отображение спектра.

• 7.4.1.5. Для проверки нижней границы рабочего спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН

• - модификаций 250, 300, составляющей 120 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 120 до 123 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии кремния 120,651 нм (или алюминия 121,19 нм, или водорода 121,567 нм) при анализе сплавов алюминиевых;

• - модификации 100М, составляющей 130 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 129 до 132 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии кремния 129,896 нм (или 130,437 нм, или 130,927 нм) при анализе сплавов алюминиевых;

• - модификаций 100, 250К, 300К, 500, 500М, составляющей 167 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 166 до 168 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 167,079 нм (или 167,346 нм, или 167,472 нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификации 60, составляющей 174 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 173 до 176 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 174,165 нм (или 174,862 нм, или 174,922 нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификаций 100В, 1000, 1000М, составляющей 185 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 184 до 187 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 185,153 нм (или 186,005 нм, или 186,475нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификаций 500В, 500МВ, составляющей 190 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 188 до 192 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 189,873 нм (или 190,479 нм, или 192,624 нм) при анализе сталей углеродистых.

• 7.4.1.6. Для проверки верхней границы рабочего спектрального диапазона спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН

• - модификаций 500,500В, составляющей 435 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 433 до 437 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 435,237 нм (или 435,705 нм, или 438,354 нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификаций 100, 100В, 100М, составляющей 460 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 459 до 462 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 460,294 нм (или 459,265нм, или 461,128 нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификаций 500М, 500МВ, составляющей 580 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 578 до 582 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии железа 579,819 нм (или 580,663 нм, или 581,607 нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификаций 250,250К, составляющей 800 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 798 до 803 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии аргона 800,616 нм (или 801,479 нм, или 799,894 нм) при анализе сталей углеродистых;

• - модификаций 300,300К, составляющей 930 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 920 до 936 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии хрома 929,044 нм (или аргона 925,878 нм, или аргона 935,046 нм) при анализе сталей легированных;

• - модификаций 1000, 1000М, составляющей 930 нм, вывести в окне спектра спектральный поддиапазон от 920 до 936 нм. Анализируя визуально картинку спектра на экране убедиться в наличии контрольной линии хрома 929,044 нм (или хрома 929,415 нм, или железа 928,222 нм) при анализе сталей легированных.

• 7.4.1.7. Спектрометр эмиссионный ИСКРОЛАЙН считается выдержавшим поверку, если, значения спектральных диапазонов для соответствующих модификаций, определенные по п.п. 7.4.1.4 - 7.4.1.6, соответствуют указанным в таблице 3 настоящей МП и в Паспорте на поверяемый экземпляр спектрометра.

Таблица 3 - Спектральные диапазоны спектрометров эмиссионный ИСКРОЛАЙН

• 7.4.2. Определение пределов детектирования легирующих и примесных элементов при анализе сталей.

• 7.4.2.1. Для проведения измерений по данному пункту применяют ГСО 10504-2014, стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных либо аналогичные. Выбрать из комплектов СО образцы, содержание в которых не менее четырех элементов (либо в соответствии с п. 2.3 МП) из ряда: углерод, хром, марганец, титан, кремний, никель, медь, ванадий, -лежат в диапазоне от 0,0001 % до 1,0 %. По возможности следует выбирать образцы с наименьшим содержанием указанных элементов. Подготовить образцы стали путем шлифовки поверхностей в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на спектрометр.

• 7.4.2.2. Выполнить операции по п. 7.4.1.3 настоящей МП, если они не были сделаны ранее.

• 7.4.2.3. Выбрать специализированную методику «МП_СПР.детектир». Выполнить не менее 5 параллельных измерений выбранного стандартного образца в режиме измерения интенсивностей аналитических линий. Сохранить полученный спектр в созданной для этого папке.

• 7.4.2.4. В окне главного меню «Измерение» открыть вкладку «Метрология». Ввести в поле «Имя образца» имя измеренного образца и нажать кнопку «Рассчитать».

Расчет предела детектирования производится программой автоматически. Результат отображается в колонке «Предел детектирования». Зеленым цветом окрашены ячейки, не превышающие верхнюю границу предела детектирования, заданную в поле «Верхняя граница».

Для расчета предела детектирования используется формула:

(1)

где:

_   — среднее квадратичное отклонение (СКО) интенсивности фона под контуром анали

тической линии j-ro элемента. Значение интенсивности фона под контуром аналитической линии определяется аппроксимацией значений фона, измеренного справа и слева от аналитической линии в точках спектра, свободных от каких-либо спектральных линий;

Спектрометры эмиссионные ИСКРОЛАЙН МП-242-2333-2019                                                  9

-Ij — среднее арифметическое значение абсолютной интенсивности (за вычетом интенсивности фона) аналитической линии j-ro элемента по нескольким параллельным измерениям;

-Cj — аттестованное значение содержания j-ro элемента по данным свидетельства на стандартные образцы;

-величина Зхо^ является шумовой характеристикой интенсивности спектрального фона;

- отношение Cj/Ij представляет собой тангенс угла наклона градуировочной характеристики (ГХ) j-ro элемента Cj(Ij) (при условии ее линейности) и характеризует чувствительность спектрометра как средства измерения содержаний элементов в анализируемых веществах.

• 7.4.2.5. Спектрометр считается выдержавшим поверку, если пределы детектирования легирующих и примесных элементов при анализе сталей, вычисленные в п. 7.4.2.4, для не менее, чем пяти элементов не превышают значений, указанных в таблице 4 настоящей МП.

Таблица 4 - Пределы детектирования легирующих и примесных элементов при анализе сталей спектрометров эмиссионных ИСКРОЛАЙН

7.4.3. Определение относительных СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе сталей

• 7.4.3.1. Для проведения измерений по данному пункту применяют ГСО 10504-2014, стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных; ГСО 8876-2007, стандартные образцы состава сталей легированных, либо аналогичные. Для определения относительных СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе сталей выбрать из комплектов стандартные образцы, содержание в которых не менее чем одного элемента лежит в диапазоне от 0,0001 % до 0,01 % включ. (для спектрометров модификаций 60, 100, 100В, 100М, 250, 250К, 300, 300К, 500, 500В, 500М, 500МВ) и в диапазоне от 0,001 % до 0,01 % включ. (для спектрометров модификаций 1000 и 1000М); и не менее двух элементов для каждой модификации лежат в каждом из ниже указанных диапазонов: св. 0,01 % до 0,1 % включ.; св. 0,1 % до 1,0 % включ.; св. 1,0 % до 99,9 %. Подготовить образцы стали путем шлифовки поверхностей в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на спектрометр.

• 7.4.3.2. Выполнить операции по п. 7.4.1.3 настоящей МП, если они не были сделаны ранее

• 7.4.3.3. Выбрать специализированную методику «МП_отн СКО по I». Выполнить не менее 5 измерений выбранных стандартных образцов в режиме измерения относительных интенсивностей. Сохранить полученные спектры в созданной для этого папке.

• 7.4.3.4. По результатам измерений в п. 7.4.3.3 определить относительные СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей для выбранных в п. 7.4.3.1 элементов (j) по формуле (2) в п. 7.4.3.4 настоящей МП (значения относительных СКО Sj можно определить из распечатки результатов измерений, либо считать с экрана монитора (из столбца под названием «отн. СКО%»)).

Спектрометры эмиссионные ИСКРОЛАЙН МП-242-2333-2019

Для расчета используется формула:

х100%

где:

• - /' значение / — го измерения относительной интенсивности у — ой анализируемой аналитической линии, т.е. для j - ого элемента ;

• - IcpedHj - среднеарифметическое значение относительной интенсивности для j - ой анализируемой аналитической линии, т.е. для j - ого элемента;

-п - число измерений в серии.

• 7.4.3.5. Спектрометр считается выдержавшим поверку, если значения относительных СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей, вычисленные в п. 7.4.3.4, для не менее чем одного элемента, содержание которого лежит в диапазоне от 0,0001 % до 0,01 % включ. (для спектрометров модификаций 60, 100, 100В, 100М, 250, 250К, 300, 300К, 500, 500В, 500М, 500МВ) и в диапазоне от 0,001 % до 0,01 % включ. (для спектрометров модификаций 1000 и 1000М); и не менее двух элементов для каждой модификации лежат в каждом из ниже указанных диапазонов: св. 0,01 % до 0,1 % включ.; св. 0,1 % до 1,0 % включ.; св. 1,0 % до 99,9 %, - не превышают значений, указанных в таблице 5 настоящей МП.

Таблица 5 - Относительные СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе сталей спектрометров эмиссионный ИСКРОЛАЙН

• 8.1. Данные, полученные при поверке, оформляются в форме протокола в соответствии с требованиями, установленными в организации, проводящей поверку.

• 8.2. Спектрометр, удовлетворяющий требованиям настоящей методики поверки, признается годными, и на него оформляется свидетельство о поверке по установленной форме.

• 8.3. Спектрометр, не удовлетворяющий требованиям настоящей методики, к дальнейшей эксплуатации не допускается и на него выдается извещение о непригодности.

• 8.4. Знак поверки наносится на боковую панель спектрометра и (или) на свидетельство о поверке.