Статьи

Нейтронный анализ

13 октября 2017 г.

Одной из наиболее развитых технологий предоставления подобной информации является нейтронный анализ. В широком смысле методом активационного или активного радиационного, нейтронного анализа, называется ядерный метод, при котором образец облучают нейтронами, гамма-лучами, или заряженными частицами для образования радиоактивных изотопов или для возбуждения ядер химических элементов, которые затем классифицируются по энергиям их гамма излучения.

Исторически активационный анализ был одним из первых применений ядерной физики: годом его рождения считается 1936, когда венгерские ученые Д. де Хевеши и Г.Леви применили его для обнаружения редкоземельных элементов. До конца прошлого века применение активационного анализа в основном ограничивалось научными исследованиями, однако в последнее время два фактора в значительной степени изменили возможности и практику применений нейтронного активационного анализа. С одной стороны, современная индустрия, благодаря во многом развитию информационных технологий, качественно отличается от индустрии даже от индустрии 10 лет назад, и одним из отличий является все большая фрагментация или индивидуализация производственных процессов, что особенно заметно на примере потребительского сектора. Все большая фрагментация, в свою очередь, требуют значительно больше информации о деталях производственных процессов вообще, и элементного состава компонентов или готовой продукции в частности. Иначе говоря, запросы промышленности к надежной и своевременной информации от систем контроля качества выросли практически экспоненциально.

С другой стороны, то же развитие вычислительной техники, равно как и развитие компонентой базы (детекторы и электроника), позволили значительно усовершенствовать возможности методов нейтронного анализа.
В результате уже в докладе МАГАТЭ «NUCLEAR ANALYTICAL TECHNIQUES FOR ON-LINE ELEMENTAL ANALYSIS IN INDUSTRY» (1987) в качестве нашедших прочное применение приложений нейтронного анализа приводится практически все области добывающей и обрабатывающей промышленности.

В качестве основных достоинств различных методов нейтронного анализа (НА), которые обеспечили такое широкое применение можно упомянуть следующие:
1.    НА исследует вещества на ядерном уровне, определяя состав всего исследуемого объема. Как результат исключатся процедура (и соответствующая ошибка) отбора образцов
2.    НА определяет состав вещества независимо от формы и минералогии
3.    Проникающая способность нейтронов, как и результирующих гамма лучей позволяют исследовать вещество с одинаковой чувствительностью в любой части исследуемого объема. Как результат, с помощью НА можно исследовать потоки вещества не меняя, например систему конвейеров
4.    Онлайн информация в режиме реального времени от НА систем позволяет гибче и быстрее реагировать на изменения в химическом составе вещества
5.    Системы имеют стабильную аккуратность и точность
6.    Системы НА не имеют двигающихся частей, что очень важно для надежной работы в промышленных условиях. Есть примеры надежной работы таких систем более 15 лет
7.    Системы очень легко устанавливаемы, что значительно снижает стоимость всего проекта.

Группа РАТЭК

Компания РАТЭК была создана в 1991 для развития и коммерциализации научно-технического потенциала СССР в области ядерной физики для гражданских приложений.  

Именно тогда компания стала развивать свои решения в области нейтронного анализа, как наиболее перспективного направления в исследовании как элементного, так и структурного состава вещества. Нейтроны, как источник сканирующего излучения, играют особую роль вследствие своей высокой проникающей способности и, соответственно, широких возможностей в получении информации для последующего анализа. Именно поэтому методы нейтронного анализ свое первое применение нашли в вопросах безопасности и до сих пор не существуют иных методов, обеспечивающих столь высокую надежность при относительно небольшом количестве ложных тревог.
Системы компании используются на многих предприятиях Российской Федерации и за рубежом.

Созданная компанией РАТЭК установка поиска взрывчатых веществ, основанная на комбинации гамма-спектроскопии высокого разрешения и технологии меченых нейтронов с возможностью визуализации пространственного распределения концентрации элементов показала уникальные результаты по детектированию взрывчатки даже замаскированной в высокоплотных средах (бетонные стены).
Результаты и разработки, полученные в работе над этой системой, предполагается перенести не только на решения в области безопасности, но и на другие востребованные промышленные применения. Для этой цели в 2012 году была создана компания РатэкЛаб, которая является резидентом фонда «Сколково».

Потоковый анализатор

Одним из проектов компании РатэкЛаб в рамках фонда является создание потоковых анализаторов на основе нейтронного анализа.Потоковые анализаторы – это современные определители элементного состава сырья в режиме он-лайн.
В 2015 году «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» и «РатэкЛаб» подписали соглашение о партнерстве и взаимовыгодном сотрудничестве для решения задач контроля качества при производстве цемента. Заводы «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» имеют опыт использования потоковых анализаторов зарубежного производства, однако российские разработки не только дешевле(как и их дальнейшее обслуживание) зарубежных аналогов, важно и то, что российские производители могут быстрее и эффективнее помочь производителю изменить или адаптировать работу системы под новые задачи или требования.
На первом этапе м на базе «РатэкЛаб» были проведены лабораторные испытания опытного образца анализатора. Для его настройки и калибровки заводом было подготовлено несколько партий смесей сырьевой муки. С учетом некоторых замечаний результаты работы разработчика были признаны отвечающим требованиям технического задания. Главное отличие производственных испытаний от лабораторных состоит в том, что на заводе анализатору надо работать в жестком режиме, то есть определять химический состав 400 тонн сырьевой смеси в час.
На втором этапе, летом 2016 года, были проведены заводские испытания системы. Вот как рассказывал о них для журнала холдинга  технический директор «Петербургцемента» Андрей Дулецкий: «Поточный анализатор будет установлен после блока дозаторов. Там есть два видя сырья и две добавки. – рассказывает заместитель директора. Задача анализатора – выводить химический анализ подаваемого сырья. На основе результатов этих показаний автоматическая система сможет регулировать подачу добавок для достижения нужного состава. Сейчас анализ сырья производится вручную лабораторией каждые 2 часа. Пробы усредняются пробоотборником. Опытный образец анализатора будет вести проверку в непрерывном режиме. Конечным итогом должно стать улучшение системы контроля качества цемента. Также можно будет сравнить данные, которые сегодня выдает лаборатория, с данными анализатора».
В настоящий момент можно сказать, что система успешно прошла испытания и в настоящее время рассматривается вопрос о развитии этого успешного сотрудничества на другие заводы холдинга.

Дальнейшее развитие систем
нейтронного анализа


В целом можно сказать, что применение методов нейтронного анализа получило особенное развитие в добывающей и перерабатывающей отраслях. Наиболее простые системы на основе нейтронных технологий уже стали стандартом в своих областях (например, нейтронный каротаж при разведке месторождений нефти, системы контроля качества при производстве цемента и т.д).
Нужно также отметить, что задачи, где применение нейтронных технологий становится необходимыми появляются на самых сложных участках развития, самых передовых современных технологий, что требует значительной экспертизы, как в области нейтронных систем, так и в области создания и применения соответствующего оборудования, нуждающегося в улучшении, что требует серьезной совместной работы производителей оборудования, потребителей и специалистов в соответствующих технологиях.
В настоящее время компания РатэкЛаб изучает возможности создания аналитических систем элементного анализа для

- цементной промышленности (анализ образцов карьера, улучшение однородности запасов, уменьшение потребления энергии и увеличение времени жизни печи, оптимизация использования топлива)

- угольная промышленность (заводы по подготовке угля, угольные электростанции, подземные шахты, станции загрузки)

- использование и производство биотоплива (производство целлюлозного этанола, продукты спекания биотоплива и угля, производство топливных гранул, анализ муниципальных отходов и древесной стружки)

- сталелитейной промышленности (применяется на стадии спекания для порошковой металлургии

- добычи и обогащение фосфатов (обогатительные заводы, контроль добавок, управление добычей, смешивание запасов)

История успеха (http://www.eurocement.ru/cntnt/rus/press/rus_news/n13844.html)

В рамках реализации программы импортозамещения Холдинг «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» успешно внедрил в технологический процесс производства цемента ООО «Петербургцемент» (г. Сланцы) гамма-нейтронный потоковый анализатор, разработанный ООО «РАТЭКЛАБ» (группа компаний РАТЭК) при поддержке фонда Сколково.

В настоящее время нейтронные потоковые анализаторы входят в стандартный набор оборудования при производстве цемента энергоэффективным сухим способом во всем мире. В рамках проекта удалось создать анализатор, который существенно точнее и на 30% дешевле зарубежных аналогов. Кроме того, стоимость сервисного обслуживания анализатора значительно ниже и есть возможность адаптации прибора под специфику завода. Реализация совместного проекта на практике позволила продемонстрировать пример импортозамещения в высокотехнологической сфере.
Применение потоковых нейтронных анализаторов позволяет снизить энергозатраты процесса производства цемента как минимум на 3% при достижении необходимого качества конечного продукта.
Благодаря использованию анализаторов процесс контроля качества цемента при производстве продукции будет осуществляться автоматически, что позволит корректировать и оптимизировать состав сырья в режиме реального времени.
Анализатор установлен непосредственно на конвейер перед сырьевой мельницей и в режиме реального времени с высокой точностью и без пробоподготовки передает информацию об элементном составе сырья. Программное обеспечение анализатора позволяет при необходимости менять периодичность усреднения измерений (раз в минуту, раз в пять минут, раз в час и т.д.).
В анализаторе реализована программа самодиагностики и самокалибровки, что позволяет оперативно получать информацию о его исправности и готовности к работе с заданной точностью. Анализатор работает в круглосуточном режиме семь дней в неделю. За время испытаний и использования прибора он продемонстрировал высокую степень надежности и стабильную работу.
АО «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» рассматривает возможность внедрения потоковых нейтронных анализаторов производства компании «РАТЭКЛАБ» на других предприятиях Холдинга.
Нейтронный потоковый анализатор стал номинантом Премии Правительства РФ «Индустрия 2016», как пример реально внедренной успешной инновационной разработки.


ОАО НТЦ «РAТЭК»

Санкт-Петербург,
Октябрьская наб., д. 44, к. 2
E-mail:  director@ratec.spb.ru
+7 (812) 587-53-97, 640-02-16
www.ratec-spb.ru

Реклама на сайте:

Размещение статьи или пресс-релиза на главной странице со ссылками и изображениями  info@promreg.ru

 Период размещения - бессрочно.

Новости

«ЛЬВЕНОК» ВСТАЛ НА РЕЛЬСЫ В ПЕТЕРБУРГЕ
18 июля 2018г.

Представление первого продукта нового машиностроительного производства в Санкт-Петербурге.

Новая разработка компании «АэроГидроТех» сокращает убытки при эксплуатации тепловых сетей
18 июля 2018г.

В настоящий момент тепловые сети в России находятся в критическом положении. Потери при транспортировке теплоносителя доходят до 20% (при норме не более 5%), а его утечки — 18-20% (при норме 0,25% от объема теплоносителя в системе).

Работа с металлом на высоких скоростях
18 июля 2018г.

Компания 3М анонсировала выход двух новинок - отрезные и зачистные круги 3M™ Silver, которые обеспечивают более высокую скорость и продолжительный срок службы по сравнению с абразивными материалами с обычным оксидом алюминия и цирконатом алюминия.

Все новости

Выставки

ONS 2018
27 августа 2018 г. - 30 августа 2018 г.
AMB, International Exhibition for Metal Working, Stuttgart
18 сентября 2018 г. - 22 сентября 2018 г.
www.promsalon.ru
25 сентября 2018 г. - 27 сентября 2018 г.
Все выставки

Объявления

09.07.2018г.
Продам газгольдер

Александр

Продам газгольдер объёмом 2,7 и 4,8 м куб. Новая запорная арматура. Полностью обслужен. Монтаж, гарантия, обслуживание. Цена от 70 тыс руб. тел: +79032314129 www.prodazha-gazgoldera.ru ...
08.07.2018г.
Проволока ПАНЧ-11 для механизированной сварки чугуна

ПАРТАЛ, ООО

Институтом электросварки разработан весьма эффективный способ «холодной» (без подогрева) сварки чугунных деталей самозащитной сварочной проволокой сплошного сечения ПАНЧ-11. Этот способ сварки не требует применения защитного газа, так как в состав проволоки ...
08.07.2018г.
Предлагаем купить нихромовую спираль. Изготовим спираль из нихрома

ПАРТАЛ, ООО

Нагревательные спирали из нихрома марка Х20Н80 или Х15Н60. Нихром только российского производства, высокого качества. Нихромовые спирали производятся по техническим требованиям заказчика. Качественно в короткие сроки. Предлагаем заказывать нихромовые спирали в ...
Все объявления