Udržování integrity tlakových zařízení je neustálou realitou pro každého vlastníka/provozovatele. Vlastníci/provozovatelé zařízení, jako jsou nádoby, pece, kotle, výměníky, skladovací nádrže a související potrubí a přístroje, se spoléhají na program řízení integrity, který posuzuje spolehlivost zařízení a chrání integritu zařízení pro bezpečný a efektivní provoz. K monitorování kritických součástí se běžně používají různé nedestruktivní techniky, protože pochopení správné metalurgie těchto součástí je zásadní pro jejich spolehlivost a bezpečný provoz. Použití nesprávného typu materiálu může mít katastrofální následky.
Testování některých z těchto součástí (jako jsou malé díly nebo potrubní sestavy) na analýzu uhlíku a jakost materiálu může být náročné kvůli geometrii nebo velikosti. Vzhledem k obtížnosti analýzy materiálu jsou tyto součásti často vyloučeny z programu pozitivní identifikace materiálu (PMI). Nelze však ignorovat žádné kritické části, včetně hlavních trubek s malým průměrem. Menší součást, která selže v kritickém systému, může mít stejný dopad jako selhání větší součásti. Důsledky selhání mohou být menší, ale mohou být stejné: požár, prostoje procesního zařízení a zranění.
Vzhledem k tomu, že se laserová průrazná spektroskopie (LIBS) přesunula z laboratorních analytických metod do běžné praxe, představuje schopnost provádět 100 % požadovaných testů uhlíku všech součástí v terénu obrovskou mezeru v tomto odvětví, kterou v poslední době zaplnily analytické techniky. Tato ruční technologie umožňuje majitelům/provozovatelům spolehlivě a přesně testovat tyto součásti z hlediska shody s procesem zpracování materiálu a poskytuje komplexní řešení pro ověřování materiálů na místě, včetně analýzy uhlíku.
Obrázek 1. Uhlíková analýza svaru SciAps Z-902 ER308L o šířce ¼” Zdroj: SciAps (Kliknutím na obrázek jej zvětšíte.)
LIBS je technika emise světla, která využívá pulzní laser k ablaci povrchu materiálu a vytvoření plazmatu. Vestavěný spektrometr kvalitativně měří světlo z plazmatu, odděluje jednotlivé vlnové délky a odhaluje elementární složení, které je následně kvantifikováno integrovanou kalibrací. Díky nejnovějším inovacím v ručních analyzátorech LIBS, včetně velmi malých výstupních otvorů, lze dosáhnout inertní argonové atmosféry bez utěsnění zakřivených povrchů nebo malých součástí, což umožňuje technikům testovat součásti bez ohledu na jejich velikost nebo geometrii. Technici připravují povrchy, používají vnitřní kamery k zaměření testovacích míst a jejich analýze. Testovaná oblast je přibližně 50 mikronů, což technikům umožní měřit součásti jakékoli velikosti, včetně velmi malých součástí, bez nutnosti použití adaptérů, sběru třísek nebo zasílání obětních komponent do laboratoře.
Několik výrobců vyrábí komerčně dostupné ruční analyzátory LIBS. Při hledání správného analyzátoru pro vaši aplikaci je třeba mít na paměti, že ne všechny ruční analyzátory LIBS jsou si rovny. Na trhu existuje několik modelů analyzátorů LIBS, které umožňují identifikaci materiálu, ale nikoli obsahu uhlíku. V aplikacích, kde jsou vyžadovány jakosti materiálu, se však měří uhlík a materiál se klasifikuje na základě množství uhlíku. Uhlík je proto klíčový pro komplexní program řízení integrity.
Obrázek 2. Analýza uhlíku SciAps Z-902 pro strojní šroub o průměru 1/4 palce, materiál 316H. Zdroj: SciAps (Kliknutím na obrázek jej zvětšíte.)
Například uhlíková ocel 1030 je identifikována obsahem uhlíku v materiálu a poslední dvě číslice v názvu materiálu určují nominální obsah uhlíku – 0,30 % uhlíku je nominální obsah uhlíku v uhlíkové oceli 1030. To platí i pro jiné uhlíkové oceli, jako je uhlíková ocel 1040, 1050 atd. Nebo pokud třídíte nerezovou ocel řady 300, je obsah uhlíku základním prvkem potřebným k identifikaci jakosti materiálu L nebo H, jako je materiál 316L nebo 316H. Pokud neměříte uhlík, identifikujete pouze typ materiálu, nikoli jakost materiálu.
Obrázek 3. Analýza uhlíku SciAps Z-902 pro 1” tvarovku s/160 A106 pro alkylační služby HF. Zdroj: SciAps (Kliknutím na obrázek jej zvětšíte.)
Analyzátory LIBS bez možnosti měření uhlíku dokáží identifikovat pouze materiály, podobně jako přístroje pro rentgenovou fluorescenci (XRF). Několik výrobců však vyrábí ruční analyzátory uhlíku LIBS schopné měřit obsah uhlíku. Mezi analyzátory existují určité zásadní rozdíly, jako je velikost, hmotnost, počet dostupných kalibrací, rozhraní vzorku pro utěsněné a neutěsněné povrchy a přístup k malým částem pro analýzu. Analyzátory LIBS s malými výstupními otvory nevyžadují pro testování argonové těsnění a nevyžadují adaptéry widgetů vyžadované jinými analyzátory LIBS nebo jednotkami OES pro testování widgetů. Výhodou této techniky je, že umožňuje technikům testovat jakoukoli část postupu PMI bez použití speciálních adaptérů. Uživatelé si musí prostudovat různé funkce analyzátoru, aby zjistili, zda přístroj splňuje potřeby zamýšlené aplikace, zejména pokud aplikace vyžaduje 100% PMI.
Možnosti ručních přístrojů LIBS mění způsob, jakým se řídí analýza v terénu. Tyto přístroje poskytují majiteli/provozovateli prostředky k analýze vstupního materiálu, provozovaného/ročního PMI materiálu, svarů, svářecích přídavných materiálů a všech kritických komponent v jejich PMI programu, čímž poskytují efektivní a spolehlivé řešení pro jakýkoli program integrity aktiv. Cenově efektivní řešení bez dodatečné práce nebo nákladů na nákup obětních dílů nebo sběr hoblin a jejich odeslání do laboratoře a čekání na výsledky. Tyto přenosné ruční analyzátory LIBS poskytují uživatelům další funkce, které ještě před několika lety neexistovaly.
Obrázek 4. Analýza uhlíku drátu SciAps Z-902 1/8”, materiál 316L. Zdroj: SciAps (Kliknutím na obrázek jej zvětšíte.)
Součástí programu Asset Reliability je komplexní program ověřování materiálů, který je nyní plně implementován v terénu a ověřuje shodu zařízení s předpisy a bezpečný a efektivní provoz. S trochou průzkumu správného analyzátoru a pochopením aplikace mohou majitelé/provozovatelé nyní spolehlivě analyzovat a klasifikovat jakékoli zařízení v rámci svého programu integrity zařízení, bez ohledu na geometrii nebo velikost, a získat analýzu v reálném čase. Kritické komponenty s malým průměrem lze nyní analyzovat okamžitě, s jistotou a přesně, což majitelům/uživatelům poskytuje data potřebná k přijímání kritických rozhodnutí na ochranu integrity zařízení.
Tato inovativní technologie umožňuje majitelům/provozovatelům udržovat vysoký stupeň integrity a spolehlivosti jejich zařízení tím, že vyplňuje mezery v analýze uhlíkových polí.
James Terrell je ředitelem pro rozvoj obchodu – NDT ve společnosti SciAps, Inc., výrobci ručních analyzátorů XRF a LIBS.
U příležitosti oslav našeho 10. výročí se na konferenci sešly tisíce účastníků a stovky vystavovatelů, kteří předvedli nejnovější technologie, zařízení a produkty v oblasti montáže. Zapište si do kalendáře účast na této významné akci, kde účastníci objeví nové zdroje, zhodnotí nejnovější technologie a produkty, budou se učit od odborníků z oboru a setkají se se zkušenými profesionály.
Odešlete žádost o nabídku (RFP) vámi vybranému dodavateli a klikněte na tlačítko s podrobnostmi o vašich potřebách.