Thiết bị phân tích huỳnh quang tia X (XRF) là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong nhóm các công nghệ sử dụng để kiểm tra không phá hủy (NDT) và phân tích môi trường. Với yêu cầu về đào tạo vận hành đơn giản, hầu như bất kỳ kỹ thuật viên nào cũng có thể thực hiện kiểm tra, phân tích thành phần bằng thiết bị XRF trong các ứng dụng khác nhau. Bên cạnh đó, hầu hết các thiết bị đều nhẹ mà lại có công suất cao, XRF là một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
Thiết bị phân tích huỳnh quang tia X (XRF) cho phép phân tích hóa học, không phá hủy kim loại và hợp kim ở nhiều loại vật liệu. Thao tác sử dụng đơn giản giúp ngay cả những người dùng tương đối thiếu kinh nghiệm (chỉ cần được đào tạo cơ bản và tương đối đơn giản, thời gian đào tạo ngắn) cũng có thể phân tích hàm lượng nguyên tố một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Một số loại thiết bị phân tích huỳnh quang tia X
Có rất nhiều loại thiết bị XRF, trong đó có loại XRF (Niton XL2) có thể cung cấp nhiều chế độ đo hàm lượng kim loại với các ứng dụng khác nhau, bao gồm: kim loại nói chung, kim loại quý, kim loại đất (đất hiếm), kim loại trong quặng, chì trong sơn và kim loại trong các bộ chuyển đổi xúc tác, nhựa và thiết bị điện tử. Trong mỗi chế độ đó, XRF có thể đọc nhanh kết quả một cách chính xác với một số lượng lớn kim loại.
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất cho XRF là xác định vật liệu tích cực hay nhận diện nhanh hợp kim (PMI – Positive Material Identification), là một phần không thể thiếu đối với quy trình quản lý an toàn trong hàng loạt các ngành công nghiệp, bao gồm cả ngành công nghiệp lọc dầu và hóa dầu. Để đối phó với các loại tai nạn do sử dụng vật liệu hỗn hợp gây ra, nhiều công ty hiện nay đã thiết lập các chương trình PMI nghiêm ngặt. Các tổ chức, hiệp hội trong lĩnh vực công nghiệp cũng đã phát triển các hướng dẫn đảm bảo rằng các thành phần hợp kim được sử dụng trong các bộ phận và sản xuất phù hợp với các thông số kỹ thuật thiết kế.
Một máy phân tích huỳnh quang tia X cầm tay ngay tại hiện trường
Việc phân tích trong phòng thí nghiệm đối với nguyên liệu thô và nguyên liệu điều chế làm chậm trễ và tốn thêm chi phí sản xuất, trong khi XRF di động có thể cung cấp kết quả sàng lọc nhanh chóng, chính xác cùng với khả năng hiển thị đạt/không đạt và ghi dữ liệu bằng mã hóa để đảm bảo tính hợp lệ của dữ liệu. Hơn nữa, các đánh giá và kết luận tức thì về việc đáp ứng yêu cầu của vật liệu có thể được thực hiện với “phần mềm NDT” được cung cấp miễn phí kèm theo các XRF.
Hiện nay, ngành công nghiệp tái chế đã trở thành một ngành công nghiệp lớn và việc phân tích nguyên tố kim loại trong chất thải là chìa khóa để xác định giá trị của chất thải đó. Vì vậy, XRF được sử dụng rất phổ biến trong lĩnh vực này. Hơn nữa, các kết quả phân tích về Chất thải từ Thiết bị Điện và Điện tử (WEEE) còn nhằm mục đích giảm lượng thiết bị điện/điện tử được sản xuất và khuyến khích tái sử dụng, tái chế và phục hồi. Điển hình là các kết quả phân tích nguyên tố đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thủy ngân trong một số thiết bị chuyển mạch, chì trong các mối hàn và Cadmi trong pin. Tương tự, các tổ chức liên quan đến tái chế nhựa và vật liệu polyme cần đảm bảo không phân phối vật liệu có hàm lượng Cadmi bất hợp pháp, vượt quá yêu cầu quy định.
Hiện nay, các quy định về việc hạn chế các chất độc hại (RoHS) yêu cầu các công ty về thiết bị điện và điện tử chịu trách nhiệm trực tiếp trong việc đảm bảo sản phẩm của họ tuân theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của quốc gia và các thị trường như EU hay Mỹ, ngăn mức độ hàm lượng vượt mức của các nguyên tố như chì, cadmi, thủy ngân và crom hóa trị sáu. Do đó, các thiết bị XRF thường được các nhân viên kiểm soát chất lượng sử dụng trong các ngành sản xuất để sàng lọc ở khâu nhập khẩu và xuất khẩu. XRF cũng thường được sử dụng để kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất các sản phẩm có chứa kim loại và trong quá trình sản xuất các sản phẩm như đồ chơi, bao bì và hộp đựng, không được chứa một số kim loại nhất định. Hiện nay ở Việt Nam, thiết bị XRF để phân tích RoHS đang được sử dụng rất phổ biến trong các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử ở các khu công nghiệp.
Các ứng dụng của XRF trong lĩnh vực bảo vệ môi trường bao gồm phân tích nguyên tố của các vật liệu như bột rời, khăn lau bụi bề mặt, chì trong sơn, bộ lọc lấy mẫu không khí và bộ lọc mặt nạ phòng độc. Tuy nhiên, ứng dụng quan trọng nhất là đánh giá đất bị ô nhiễm. XRF di động được sử dụng để di chuyển đến các “điểm nóng” ô nhiễm đất, giúp ít loại bỏ đất chưa ô nhiễm hơn và do đó giảm chi phí. Các loại thiết bị này có thể thực hiện cả phân tích đất tại chỗ và ngoài hiện trường. Điều này làm giảm chi phí và thời gian phát sinh khi phân tích trong phòng thí nghiệm.
Từ khóa: Phân tích huỳnh quang tia X; XRF; phân tích kim loại; môi trường
– CMD & DND –
