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| 品牌 | Thermofisher Scientific/賽默飛世爾 | 行業專用類型 | 地質巖礦 |
|---|---|---|---|
| 價格區間 | 30萬-50萬 | 儀器種類 | 手持式/便攜式 |
| 應用領域 | 化工,石油,地礦,能源 |
摘要：針對一起110kV隔離開關觸頭的腐蝕故障，采用便攜x射線熒光光譜儀(XRF)分析故障隔離開關觸頭鍍層的化學成分，發現廠家使用銀氧化錫(Ag-SnO2)鍍層代替鍍銀層。分析認為在工業含硫大氣環境中，Ag-SnO2鍍層中的銀被SO2、H2S等硫化物腐蝕，銅基體在潮濕環境下腐蝕生成Cu2(OH)2CO3，從而導致隔離開關觸頭導電回路的接觸電阻升高，引發過熱故障。針對此次故障，提出了解決措施和建議。
高壓隔離開關是電力系統中使用較多、應用較廣的一次設備。由于高壓隔離開關多在戶外運行，長期受風吹、雨淋、雷電、潮氣、鹽霧、凝露、冰雪、沙塵、污穢，以及SO2、H2S、NO2、氯化物等大氣污染物的影響，因此各部件會發生不同程度的腐蝕。高壓隔離開關觸頭是關鍵部件，承擔著轉接、隔離、接通、分斷等任務，其工作狀態的好壞直接影響整個電力系統的運行。高壓隔離開關觸頭的基體為純銅，但純銅易被腐蝕，會造成表面接觸電阻升高，引發過熱故障，影響開關設備和電網的安全穩定運行。為了減小接觸電阻，規定：隔離開關觸頭表面須鍍銀，且鍍銀層厚度不小于20 μm，以獲得較低的接觸電阻，從而保證良好的導電性。然而，在實際運行中，很多廠家生產的高壓隔離開關產品會出現觸頭腐蝕、變色發黑、發熱等故障，一般是由觸頭鍍錫代替銀或鍍銀層厚度不足造成。
X射線熒光光譜分析是用于高壓隔離開關觸頭表面金屬成分檢測的一種非常有效的分析方法，具有快速、分析元素多、分析濃度范圍寬、精度高、可同時進行多元素分析、無損檢測等優點，被廣泛應用于元素分析和化學分析領域。其原理為：由激發源產生高能量X射線照射被測樣品，樣品表面元素內層電子被擊出后，軌道形成空穴，外層高能電子自發向內層空穴躍遷，同時輻射出特征二次X射線。每種元素都有各自固定的能量或波長特征譜線，具體與元素的原子序數有關。檢測器測量這些二次X射線的能量及數量或波長，儀器軟件將收集到的信號轉換成樣品中各種元素的種類和含量。
X射線熒光光譜儀通常可分為波長色散型和能量色散型兩大類。波長色散型光譜儀一般采用X射線管作為激發源，由檢測器轉動的2θ角可以求出X射線的波長λ，從而確定元素成分，屬于臺式儀器。能量色散型光譜儀是利用熒光X射線具有不同能量的特點，將其分開并進行檢測，從而確定元素成分和含量，可以同時測定樣品中幾乎所有的元素，激發源使用的X射線管功率較低，且使用半導體探測器，避開了復雜的分光晶體結構，因此便攜x射線熒光光譜儀(XRF)工作穩定，體積小，便攜性高，價格也較低，能夠在數秒內準確、無損地獲得檢測結果，被廣泛應用于金屬材料中元素的定量分析
X射線性質：
1、X射線吸收
當X射線穿過物質時，一方面受散射作用偏離原來的傳播方向，另一方面還會經受光電吸收。光電吸收效應會產生X射線熒光和俄歇吸收，散射則包含了彈性和非彈性散射作用過程。
2、X射線散射
除光電吸收外，入射光子還可與原子碰撞，在各個方向上發生散射。散射作用分為兩種，即相干散射和非相干散射。
相干散射：當X射線照射到樣品上時，X射線便與樣品中的原子相互作用，帶電的電子和原子核就跟隨著X射線電磁波的周期變化的電磁場而振動。因為原子核的質量比電子大得多，原子核的振動可忽略不計，所以主要是原子中的電子跟著一起周期振動。由于帶電粒子的振動，又產生新的電磁波，以球面波形式向四面八方射出，其波長和位相與入射X射線相同。又由于不同的電子都發射電磁波，就構成了一群可以相干的波源，這種現象叫做X射線相干散射。
非相干散射：當X射線與原子中束縛力(結合能)較弱的電子或自由電子發生碰撞，電子被碰向一邊，而X射線光子也偏離了一個角度。此時，X射線光子的一部分能量傳遞給電子，轉化為電子的動能。X射線光子就失去一部分能量，因為E=hν=hc/λ，X射線光子碰撞后能量減小、頻率變小、波長變大。由于碰撞后，各光子的散射方向不一樣，各光子失去的能量也不一樣，這樣它們的波長各不相同，兩個散射波的位相之間沒有關系，因此不能形成干涉作用，故這種散射稱為非相干散射。
3、X射線的衍射
相干散射與干涉現象相互作用的結果可產生X射線的衍射。X射線衍射與晶格排列密切相關，可用于研究物質的結構。
其中一種用已知波長λ的X射線來照射晶體樣品，測量衍射線的角度與強度，從而推斷樣品的結構，這就是X射線衍射結構分析(XRD)。
另一種是讓樣品中發射出來的特征X射線照射晶面間距d已知的晶體，測量衍射線的衍射角θ，用布拉格衍射公式計算出樣品中發射出來的特征X射線的波長，從波長可以確認樣品中所含的元素，這就是波長色散X射線熒光光譜元素分析(XRF)。