直读光谱仪在Al_Mg系铝合金分析中的应用

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实用科技

光电直读光谱仪在Al-Mg系铝合金分析中的应用

刘昕

周兵

刘立国

选项元素1234567891011AvgSDRSD%

（东北轻合金有限责任公司）

表3精密度试验（%）

摘要：利用光电直读光谱仪速度快、种类多、操作简单、可用

范围宽、灵敏度相对其它方法高等优点，针对我公司新引进的意

大利GNR公司Metal-LAB75/80型光电直读光谱仪，建立Al-Mg分析程序，绘制工作曲线，设定标准化时间、方法等，并对其精度、准确度进行考核，满足炉前快速分析要求。

关键词：光电直读光谱仪分析曲线标准化精度准确度

0引言

在Al-Mg系铝合金中镁的含量高，其主要作用是提高抗蚀性能力和塑性，并起固溶强化作用。Al-Mg系铝合金锻造退火后为单相固溶体组织，抗蚀性好，塑性高，易于变形加工，焊接性能好，但切削性能差。其密度比纯铝小，强度比Al-Mn合金高，在航空工业中得到广泛应用。东轻公司每年Al-Mg系铝合金的产量很大，品种也很多。但镁的分析主要是络合滴定法，操作繁琐，消耗试剂量较大，分析速度慢，尤其不适合炉前快速分析。经过近一年的实验，实践证明，可以用光电直读光谱仪直接测定镁的含量，不仅获得满意的分析结果，并且还有速度快、成本低的优点。

本试验采用意大利GNR公司Metal-LAB75/80型光电直读光谱仪，建立Al-Mg系铝合金分析程序，绘制各元素工作曲线，设定标准化时间、方法等，并且考核其精度、准确度。

1仪器及工作条件

1.1仪器意大利GNR公司Metal-LAB75/80型光电直读光谱仪，CZA-4A型催化再生式氩气净化器。

1.2工作条件氩气纯度99.999%；含氧小于0.0005%；恒温、恒湿，温度（23±0.5）℃，湿度小于60%。

1.3仪器分析参数仪器主要分析参数见表1。

表1

仪器分析参数

Program：Al-MgSiFeCu0.2040.2460.0320.1970.2430.0320.2020.2440.0320.2050.2460.0320.1990.2370.0310.2080.2400.0320.1940.2420.0320.2020.2410.0310.2040.2440.0320.2040.2460.0320.1980.2400.0320.2010.2430.0320.0040.00290.00042.01.21.3

Mn

0.7770.7740.7930.7870.7690.7640.7740.7670.7840.7770.7620.7750.00971.3

Sample：5964MgCr6.1890.0266.2110.0266.3140.0276.2370.0266.2090.0266.0710.0266.1380.0266.1480.0266.2550.0266.1730.0266.0890.0266.1850.0260.0717270.00031.21.2Ref.Alloy：Al

ZnTiBeNi

0.1010.0210.001520.036

0.1020.0200.001520.037

0.1010.0210.001510.036

0.1000.0210.001530.036

0.1020.0200.001510.036

0.1020.0200.001490.037

0.1000.0210.001510.037

1010.0210.001520.036

0.1010.0200.001510.036

0.1000.0210.001520.036

0.1020.0200.001510.036

0.0360.1010.0210.001510.000470.00080.00050.000011.30.82.50.7

以上分析结果的分析精度符合GB/T7999-2008要求。

3.2标准化和日常分析标准化的目的就是修正仪器在中长期内发生的漂移。光谱仪建立固定工作曲线后，由于受光学、电子元件参数、温度、湿度、氩气、仪器本身的变化及操作方式变化等因素的影响，会造成工作曲线漂移，需要定期标准化，使曲线恢复正常。因此设置了标准化样品，每班进行样品分析前必须先进行标准化，以此保证分析结果的准确性。

3.3长期稳定性即标准化间隔时间的设定。一次标准化后，在不同间隔时间内，对称激发标准样品（5963）四点，取平均值，对工作曲线变化情况做出统计，以选择最佳标准化间隔时间。结果见表4。

表4

长期稳定性试验（%）

Si标准值0.3792h0.382

2试验4h0.3802.1标准样品本试验采用由本公司研制的国家一级5xxx系铝6h0.373合金光谱标样(GSB04-1654-2003)。该5xxx系列标样，在铸造后未8h0.369经二次挤压，在状态上与炉前取样相同，存在系统误差的可能性很小。10h0.358

12h0.3502.2试验方法光源光栅焦距谱线范围氩气冲洗预燃时间一次积分二次积分

火花光源750mm120～800nm3s7s5s5s

Fe

0.6540.6600.6660.6590.6400.6680.670Cu0.1170.1170.1210.1170.1060.100.110Mn0.2150.2140.2110.2110.2050.1990.237Mg4.734.774.694.684.714.644.59Cr0.3910.3930.3890.3830.3830.3980.402Ni0.1020.1000.1010.0990.1000.1100.111Zn0.1780.1800.1810.1880.1850.1880.185Ti0.1680.1640.1650.1600.1750.1800.182Be0.005280.005300.005330.005080.004840.005700.00588

2.2.1试样处理试样尺寸要符合GB/T7999-2008要求，同时以上数据表明，一次标准化10h后，分析结果变化不大，根据班试样的加工状态应尽量与标样、控样一致，激发面用车床或铣床加组生产实际情况，选择标准化间隔时间为8h。工，表面应无夹渣、污染、裂纹、气孔、划痕。3.4准确度

2.2.2分析谱线及内标线根据光谱仪分析通道的设置，所选分通过对各元素工作曲线的调整，使之满足对Al-Mg系各合金牌析谱线、内标线及含量范围见表2。号的分析要求，并对其准确度进行考核。结果见表5。

表2

分析谱线、内标线及含量范围

4结论

3结果与讨论4.1利用同一牌号的标准样品在拟合工作曲线时，由于不受基3.1精密度用5964#标样，在同一条件下连续激发11次，计体效应、共存元素干扰等诸多因素的影响，线性相关很好；而且可以算平均值、标准偏差和相对标准偏差，结果见表3。通过优化分析条件、干扰修正等措施来完善工作曲线的线性。

测定元素

SiFeCuMnMgCrNiZnTiBeAl(内标）波长（nm）

288.1259.9327.4293.3279.5267.7341.4213.8337.2313.0256.8Min(%)0.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.001--Max(%)15.002.0012.0010.0015.000.603.008.000.550.20--

表5

编号

5961标准值

测定值5962标准值

测定值

6-2857ICP值

测定值

2-3342ICP值

测定值

1-4689ICP值

测定值Si0.9070.8990.5870.5650.2720.2580.1870.190.0820.082Fe1.171.120.3920.3880.3540.350.2480.250.1220.121

Al-Mg准确度考核（%）CuMnMgCrNi0.2221.041.710.130.1530.2231.021.740.1310.1550.0830.4173.410.0660.0760.0800.423.500.0660.0770.1170.2155.730.1020.120.2005.670.1020.0330.7426.620.0220.0340.0330.7276.700.0220.0330.1520.1227.810.1830.0230.1580.1177.770.1850.023

Zn0.2930.2710.0310.0340.1780.180.1110.1100.0470.048Ti0.2180.2180.1000.0990.1680.180.0210.0220.0600.058

Be0.0004980.0005210.0001580.000151

0.001460.0015

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基坑降水技术在建筑施工中的应用

黄永平

中的应用。

关键词：基坑降水技术

（佳木斯恒远建设集团公司）

摘要：本文以某临江住宅楼工程为例，介绍了基坑降水技术在建筑施工

应用

某临江住宅楼工程，建筑面积2.7万平米，25层，地下2层，主

体结构形式为框架—剪力墙结构。桩箱结合基础形式，地下室防水设计采用结构自防水，外帖SBS改性沥清防水卷材，由于地下水位高，为便于施工，同时也为保证抗渗混凝土的施工质量，该工程采用人工降水方式进行降低地下水位。

1施工方案的选择因本工程临江，地基土主要为砂性土，地下水含量较为丰富，容易发生基坑坍塌及流砂现象。因此，能否有效降低地下水位，满足施工要求是基础施工成功与否的关键所在，它不但影响到最终的工程质量，而且更为严重的是会导致施工过程中的重大人员伤亡和财产损失事故的发生，做好基坑降水工作对整个施工过程起到决定性的影响。由于该工程落地面积较大，并通过对涌水量的实地测算，最终选择轻型井点和真空深井相结合的降水方案。井点采用二级轻型井点，一级设在一层基坑边坡处，在挖土前10天开始抽水，二级设在负一层底板处基坑外，另设80只真空深井布置在基坑内及靠近建筑四个角点部位。

2施工工艺

在坑边开挖1.5m深的沟槽，进行一级轻型井点布置，并运行10天→第一层土方开挖至负一层底板位置→布置二级轻型井点并运行2天→负二层土方开挖→布置坑内真空深井并运行。

2.1地下一层降水施工

①地下一层土方开挖过程中，在坑边、先挖除1.5m以上部分杂填土后，再布置一级轻型井点，井点管长均为7.0m，滤管长1.4m，间距1米。坑边轻型井点布置时，先用挖掘机开挖1.5m深的沟槽，然后打设井点管，安装集水总管进行降水。坑内布置自流深井，深井管采用φ300口径PVC管缠丝填砾过滤器，潜水泵排水。

②在一级轻型井点降水达10天后，开始负一层土方开挖，坑边的井点一直运行至地下室回填土结束后拔除，中途不可有任何停止运行的情况，即必须持续抽水。

2.2负二层降水施工

①当负一层土方开挖至负二层区域范围时，设置好二级轻型井点的作业面，开始布置二层区域内坑边的井点管并降水。坑边的井点抽水时间持续到负二层顶板浇捣完毕，并根据具体情况决定是否继续。

②当负二层区域坑内的真空深井降水运行一定水位及坑边二级轻型井点运行2后，开始进行负二层土方开挖。

3轻型井点的施工方法3.1轻型井点施工方法

①井点施工采用3BLq导杆式水冲枪成孔，成孔井点管居中设置，沥料采用粗砂。施工工艺为：定位→冲孔→放支管→填砂→安装总管→调试抽水→正式抽水→（井孔孔每径为300～400mm，孔深超过井管埋深0.5m灌砂量每孔约300kg）。

②降水设备采用JSJ－60型真空泵机组，离心泵功率7.5kw，

最大抽吸深度9.6，最大提升高度为8m，真最大抽水量为60m3/h，

空压力必须达到6-8kg。井点降水是利用真空吸力，把地下水位降低。真空泵使用井点系统形成真空，井点周围形成一个真空区，真空区通过砂井向上向外扩殿一定范围，地下水便在真空泵吸力作用下，使井点附近的地下水通过滤水管被编制吸入井点管和集水总管，排除空气后，与离心水泵的排水管扫出。（上接第277页）

4.2该分析方法简便，快速，精密度和准确度稿，能够满足GB/T7999-2008的要求，适合炉前快速。

4.3该方法还可以与络合滴定法测定镁、ICP-AES光谱法测定镁相互校正、补充。

③施工技术措施。做好准备工作，包括设备保养、滤管清洗、沙布

包裹、水源、电源及必要材料的准备，排水沟的开挖，并做好附近管线、建筑物的监测工作；井点管的埋设采用水枪冲水成孔法施工。冲孔时，冲枪应垂直插入土中，并作上下左右摆动，以加快土体溶解，边冲边沉，冲孔直径为300－400mm，冲孔深比滤管深500mm，以确保滤管四周及底部的滤水层，并孔冲成后，即插入井管，灌和黄砂，黄砂用粗砂，灌砂高度3m，确保水流畅通，上端用粘土封口，以防漏气；井点系统全部安装完毕后，需进行试验抽水，以检查无漏气现象，井点运行后必须连续工作，所以要准备好备用电源及电动机，确保真空正常运转。

3.2真空管深井施工方法。

①工艺流程。准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下进管→稀释泥浆→填砾→止水封孔→洗进→下泵试抽→合理安排排水管路及电缆电路→试验→正式抽水→记录

②本基坑外采用真空泵深井降水的方法，即在深井中集水，抽水，以达到基坑降水和土体排水固结，利于土方开挖，土建施工的目的，由于深水井的特殊结构，使真空能作用与地表以下各层，将各土层中自由水充分排出，汇集于深井之中，由深井内水泵排出，降水效果特别好。同时，土体由于自由水充分排出，在重力作用下，土体孔隙比下降，提高了土体强度，对工程施工安全、围护结构安全和环境保护均十分有利。

③本工程降水孔径为Φ800mm，设计井深约为12.6m，根据本公司多年来的施工经验，钻井设备选用SJ-150型打井机，成孔采用正循环，原浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头，钻头直径按设计及规范要求选用Φ800mm.根据施工经验，使用这些钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。本工程井管可采用300mm口径的PVC管，采用缠丝填砾过滤器，填砾采用石灰砂。水泵采用10T泵，施工过程中根据试抽水运行效果进行优化合理配置。

4降水技术要求4.1降水试运行。在开始降水运行之前，准确测量各井口和地面标高，测定静止水位，安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行，以保证抽水系统完好。抽出来的水应排入场内临时集水系统，再用提升泵通过场边排水沟加过滤排入场外市政道路中，以免抽出的水就地回渗，影响降水效果，坑内的降雨积水应立即排出坑外，尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。

4.2正式运行。根据基坑开挖的安排决定降水运行的先后和井位，确保基坑局部开挖前该处已有10天的降水正常运行，同时密切注意监测单位提供的开挖面附近的水位观测资料，确信该处水位已经达到开挖以下0.5m，如开挖工期较紧或有紧急情况，必要时可以采用增大泵量和多开井的方法，将水位降低；降水运行阶段对坏掉的泵应及时调泵并修整；降水运行过程中应切实做好水量/水位记录，轮流选取1-2口井作为观测井测量水位，及时分析整理资料；降水运行期间必须双路供电，不能断电而影响井点抽水。施工现场配备足够的备用发电机组，发电机随时可以启动使用；根据以往施工经验，深井在地下室底板施工时，可直接封口埋设在基底，坑内井点的总管均埋入垫层下面，仅留出水管穿出垫层与主机相连。

通过采用二级轻型井点与真空管深井降水结合使用，基坑内水位降低到预计深度，满足了基础施工要求，完全达到了预期效果，且综合经济效益显著。

参考文献：

[1]《发射光谱分析》.冶金工业出版社.[2]《METAL-LAB75/80操作手册》.内部资料.[3]原子光谱分析》.邱德仁.复旦大学出版社.

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