내화재 검사 방법 비교: XRF와 화학적 적정

탁자 위에 있는 내화재로 만든 부품

Sihan Tan

Sihan Tan

2024년 11월 19일

내화재는 그 이름에서 알 수 있듯이 일반적으로 1200°C(2192°F)를 넘는 작동 온도의 고온 조건에 적합한 구성 요소를 제조하는 데 사용되는 원자재를 말합니다. 내화재는 강철, 비철 금속, 건축 자재, 화학물질, 전력, 환경 보호, 항공우주 산업 등 광범위한 산업의 고온 프로세스에 널리 사용됩니다.

내화재는 턴디시 라이닝(tundish linings), 스토퍼 로드, 슬라이딩 플레이트, 노즐 및 기타 부품 등 연속 주조 프로세스에 흔히 사용됩니다. 이러한 유형의 응용 분야에 사용되는 일반적인 내화재로는 알루미늄 지르코늄, 탄소 벽돌, 알루미늄 탄소 벽돌 및 알루미늄 마그네슘 탄소 벽돌이 있습니다.

특정 고온 응용 분야에서 품질, 성능, 적합성을 충족하려면 내화재의 화학적 구성을 결정하는 일이 매우 중요합니다. 내화재 검사 시 테스트에 흔히 사용되는 물품은 다음과 같습니다.

  1. 산화물 원자재
  2. 완제품

이 글에서는 샘플 준비 요구 사항, 검사 효율성, 테스트 결과 등 내화재 검사에 사용되는 두 가지 요소 분석 방법을 비교합니다.

내화재 검사 요소 분석 방법 비교

실험실에서 흔히 사용되는 요소 분석 방법은 산염기 적정입니다. 그러나 이 습식 화학 분석을 사용하면 실험실에서 하루에 최대 2~3가지의 샘플 결과만을 얻을 수 있습니다.

이 방법을 사용할 경우 정기적인 테스트와 들어오는 재료에 대한 검사 요구가 많은 현재의 산업에서 내화재 회사의 내부 연구 업무량이 너무 많아집니다. 한편, 전통적인 적정 방법은 많은 시간과 노동력이 요구되므로 효율성이 다소 떨어집니다.

pXRF로 알려진 휴대형 X선 형광 분석기는 내화재 요소 함량을 측정할 수 있는 효율적이고 정확한 방법을 제공합니다. 기술자는 ±10% 이내의 허용 오차 요구 사항을 충족하면서 5분 안에 신속하게 개별 검사 결과를 얻을 수 있습니다.

이 두 가지 방법을 간단히 요약하면 다음과 같습니다.

검사 방법
샘플 준비
검사 효율성
화학적 적정
큰 샘플을 갈아 화학 반응을 사용하여 검사(파괴 방법)
하루에 2~3개의 샘플을 검사할 수 있음
pXRF
X선을 사용하여 여섯 개의 면 각각에서 작은 샘플을 테스트한 다음, 평균값을 구함(비파괴 방법)
샘플당 5분

pXRF와 화학적 적정 방법의 샘플 준비 요구 사항 및 검출 효율성 비교.


그럼 결과를 살펴보겠습니다. 완제품에서 검출된 알루미늄(합성된 알루미늄 산화물 또는 AI2O3) 함량의 비율 비교 결과:

알루미늄 함량 검출을 위해 평균화된 Vanta pXRF 결과와 화학적 적정 결과를 보여주는 그래프
Vanta Core pXRF 검출 결과(50초 테스트, 평균화됨)와 적정 방법 결과 비교


여기서 pXRF 테스트는 Vanta Core(V2CA) 모델을 사용했습니다. 그래프를 통해 평균화된 pXRF 검사 결과와 화학적 적정 방법으로 얻은 실험실 결과 사이에 강한 선형적 관계가 있음을 알 수 있습니다. 이는 pXRF 분석기를 사용한 검사의 신뢰성을 확인해 줍니다. pXRF 기기는 간단한 보정 후 원하는 값을 표시할 수 있습니다.

Vanta pXRF 분석기의 스크린샷이 내화재의 알루미늄 함량의 비율을 보여줍니다.
Vanta pXRF 테스트 결과가 내화재의 알루미늄 함량(AI2O3)의 비율을 보여줍니다.

휴대형 XRF 기술을 사용하면 정확하고 빠르게 비파괴 요소 분석 결과를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 내화재의 검사 효율성을 크게 높일 수 있습니다. 이 기술이 차세대 Vanta Core 휴대용 XRF 분석기에 어떻게 활용되는지 알아보려면, Evident 팀에 문의하여 데모를 예약하세요.

Sihan Tan

Sihan Tan

응용 엔지니어, 분석 기기

Sihan Tan은 영국 맨체스터대학교를 졸업했으며 현재 Evident의 분석 기기 부문 응용 엔지니어로 일하고 있습니다. 그녀는 응용 개발을 주로 담당하고 X선 형광(XRF) 분석기에 대한 기술 지원을 제공합니다.