يُعدّ الحفاظ على سلامة معدات الضغط ضرورةً ملحةً لأي مالك/مشغل. يعتمد مالكو/مشغلو المعدات، كالأوعية والأفران والغلايات والمبادلات الحرارية وخزانات التخزين والأنابيب وأجهزة القياس المرتبطة بها، على برنامج إدارة السلامة لتقييم موثوقية المعدات وحماية سلامتها لضمان التشغيل الآمن والفعّال. تُستخدم تقنيات غير تدميرية متنوعة لمراقبة المكونات الحيوية، إذ يُعدّ فهم التركيب المعدني الصحيح لهذه المكونات أمرًا بالغ الأهمية لموثوقيتها وتشغيلها الآمن. وقد يؤدي استخدام نوع خاطئ من المواد إلى نتائج كارثية.
قد يكون اختبار بعض هذه المكونات (مثل الأجزاء الصغيرة أو تجميعات الأنابيب) لتحليل الكربون وتحديد درجات المواد أمرًا صعبًا نظرًا لشكلها أو حجمها. ونظرًا لصعوبة تحليل المادة، غالبًا ما تُستثنى هذه الأجزاء من برنامج تحديد المواد الإيجابي (PMI). ولكن لا يمكن تجاهل أي أقسام حرجة، بما في ذلك الأنابيب الرئيسية ذات القطر الصغير. فتعطل مكون صغير في نظام حرج قد يكون له نفس تأثير تعطل مكون أكبر. قد تكون عواقب العطل أقل، ولكنها قد تكون متشابهة: حريق، وتوقف تشغيل المصنع، وإصابات.
مع انتقال تقنية التحليل الطيفي بالانهيار المستحث بالليزر (LIBS) من أساليب التحليل المختبرية إلى الأساليب الشائعة، أصبحت القدرة على إجراء جميع اختبارات الكربون المطلوبة لجميع المكونات في الموقع تشكل فجوة كبيرة في الصناعة، وقد تم سد هذه الفجوة مؤخرًا بتقنيات تحليلية. تُمكّن هذه التقنية المحمولة أصحاب/مشغلي المنشآت من اختبار هذه المكونات بدقة وموثوقية للتأكد من مطابقتها لمعايير عمليات المواد، كما توفر حلاً شاملاً للتحقق من المواد في الموقع، بما في ذلك تحليل الكربون.
الشكل 1. تحليل الكربون للحام SciAps Z-902 ER308L بعرض ¼ بوصة المصدر: SciAps (انقر على الصورة لتكبيرها.)
تقنية التحليل الطيفي بالليزر (LIBS) هي تقنية انبعاث ضوئي تستخدم ليزرًا نبضيًا لإزالة طبقة من سطح المادة وتكوين بلازما. يقيس المطياف المدمج الضوء المنبعث من البلازما نوعيًا، ويفصل الأطوال الموجية الفردية للكشف عن التركيب العنصري، والذي يُحدد كميًا بعد ذلك بواسطة معايرة مدمجة. بفضل أحدث الابتكارات في أجهزة تحليل LIBS المحمولة، بما في ذلك فتحات الخروج الصغيرة جدًا، يُمكن توفير جو خامل من غاز الأرجون دون الحاجة إلى إحكام إغلاق الأسطح المنحنية أو الأجزاء الصغيرة، مما يُمكّن الفنيين من اختبار الأجزاء بغض النظر عن حجمها أو شكلها الهندسي. يقوم الفنيون بتحضير الأسطح، ويستخدمون كاميرات داخلية لتحديد مواقع الاختبار وتحليلها. تبلغ مساحة منطقة الاختبار حوالي 50 ميكرونًا، مما يسمح للفنيين بقياس أجزاء من أي حجم، بما في ذلك الأجزاء الصغيرة جدًا، دون الحاجة إلى محولات أو جمع نشارة أو إرسال مكونات قابلة للاستهلاك إلى المختبر.
تُنتج العديد من الشركات المصنعة أجهزة تحليل LIBS المحمولة المتوفرة تجاريًا. عند البحث عن جهاز التحليل المناسب لتطبيقك، يجب على المستخدمين مراعاة أن أجهزة تحليل LIBS المحمولة ليست متساوية في الجودة. توجد عدة نماذج من أجهزة تحليل LIBS في السوق تسمح بتحديد المواد، ولكنها لا تسمح بقياس محتوى الكربون. مع ذلك، في التطبيقات التي تتطلب تحديد درجات المواد، يُقاس الكربون وتُصنف المادة بناءً على كميته. لذا، يُعد الكربون عنصرًا أساسيًا في أي برنامج شامل لإدارة سلامة المواد.
الشكل 2. تحليل الكربون باستخدام جهاز SciAps Z-902 لمسمار آلة مقاس 1/4 بوصة، مصنوع من مادة 316H. المصدر: SciAps (انقر على الصورة لتكبيرها).
على سبيل المثال، يُحدد الفولاذ الكربوني 1030 بنسبة الكربون فيه، ويشير الرقمان الأخيران في اسم المادة إلى نسبة الكربون الاسمية - 0.30% هي نسبة الكربون الاسمية في الفولاذ الكربوني 1030. وينطبق هذا أيضًا على أنواع الفولاذ الكربوني الأخرى مثل 1040 و1050، إلخ. أما عند تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 300، فإن نسبة الكربون هي العنصر الأساسي لتحديد درجة L أو H للمادة، مثل 316L أو 316H. إذا لم تقم بقياس نسبة الكربون، فأنت تُحدد نوع المادة فقط وليس درجتها.
الشكل 3. تحليل الكربون SciAps Z-902 لتركيبة 1 بوصة s/160 A106 لخدمات الألكلة بحمض الهيدروفلوريك المصدر: SciAps (انقر على الصورة لتكبيرها.)
أجهزة تحليل LIBS التي لا تقيس الكربون تقتصر وظيفتها على تحديد المواد، على غرار أجهزة التألق بالأشعة السينية (XRF). مع ذلك، تُنتج عدة شركات أجهزة تحليل LIBS محمولة باليد قادرة على قياس محتوى الكربون. توجد اختلافات جوهرية بين هذه الأجهزة، كالحجم والوزن وعدد المعايرات المتاحة، وواجهة العينة (مغلقة أو غير مغلقة)، وإمكانية الوصول إلى الأجزاء الصغيرة للتحليل. لا تتطلب أجهزة تحليل LIBS ذات فتحات الخروج الصغيرة ختمًا بغاز الأرجون للاختبار، كما لا تتطلب محولات الأدوات التي تتطلبها أجهزة تحليل LIBS الأخرى أو وحدات OES لاختبار الأدوات. تكمن ميزة هذه التقنية في أنها تُمكّن الفنيين من اختبار أي جزء من إجراء PMI دون الحاجة إلى محولات خاصة. ينبغي على المستخدمين دراسة وظائف الجهاز المختلفة لتحديد مدى ملاءمته لاحتياجات التطبيق المقصود، خاصةً إذا كان التطبيق يتطلب PMI بنسبة 100%.
تُحدث إمكانيات أجهزة التحليل الطيفي بالليزر المحمولة ثورةً في إدارة التحليل الميداني. إذ تُتيح هذه الأجهزة للمالك/المشغل تحليل المواد الواردة، ومواد برنامج فحص سلامة الأصول (PMI) قيد الاستخدام أو القديمة، واللحامات، ومواد اللحام الاستهلاكية، وأي مكونات حيوية في برنامج فحص سلامة الأصول، مما يوفر حلاً فعالاً وموثوقاً لأي برنامج سلامة أصول. حلٌ اقتصاديٌّ يُغني عن الحاجة إلى عمالة إضافية أو تكلفة شراء قطع غيار أو جمع الرايش وإرساله إلى المختبر وانتظار النتائج. تُوفر هذه المحللات المحمولة بتقنية التحليل الطيفي بالليزر للمستخدمين وظائف إضافية لم تكن متوفرة قبل بضع سنوات.
الشكل 4. تحليل الكربون لسلك SciAps Z-902 1/8 بوصة، 316L مصدر المادة: SciAps (انقر على الصورة لتكبيرها.)
يشمل برنامج موثوقية الأصول برنامجًا شاملاً للتحقق من المواد، مُطبقًا بالكامل ميدانيًا، للتحقق من مطابقة المعدات للمعايير وضمان تشغيلها الآمن والفعال. من خلال بحث بسيط عن جهاز التحليل المناسب وفهم التطبيق، يُمكن للمالكين/المشغلين الآن تحليل أي معدات في برنامج سلامة أصولهم وتصنيفها بدقة، بغض النظر عن شكلها أو حجمها، والحصول على تحليل فوري. كما يُمكن الآن تحليل المكونات الصغيرة ذات الأقطار الدقيقة فورًا وبثقة ودقة، مما يُوفر للمالكين/المستخدمين البيانات اللازمة لاتخاذ قرارات حاسمة لحماية سلامة المعدات.
تتيح هذه التقنية المبتكرة للمالكين/المشغلين الحفاظ على درجة عالية من سلامة وموثوقية معداتهم من خلال سد الثغرات في تحليل الكربون الميداني.
جيمس تيريل هو مدير تطوير الأعمال - الاختبارات غير المدمرة في شركة SciAps، وهي شركة مصنعة لأجهزة التحليل المحمولة XRF و LIBS.
احتفالاً بمرور عشر سنوات على تأسيسنا، جمع المؤتمر آلاف الحضور ومئات العارضين لعرض أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا التجميع والمعدات والمنتجات. ضعوا علامة على تقويمكم وخططوا للمشاركة في هذا الحدث المميز، حيث سيكتشف الحضور موارد جديدة، ويقيّمون أحدث التقنيات والمنتجات، ويتعلمون من خبراء الصناعة، ويتواصلون مع محترفين ذوي خبرة.
أرسل طلب عرض أسعار إلى المورد الذي تختاره وانقر على زر يوضح احتياجاتك