تجزیه و تحلیل درجا و درجه‌بندی کربن در قطعات کوچک با استفاده از LIBS دستی

حفظ یکپارچگی تجهیزات تحت فشار یک واقعیت مداوم برای هر مالک/اپراتوری است. مالکان/اپراتورهای تجهیزاتی مانند مخازن، کوره‌ها، دیگ‌های بخار، مبدل‌ها، مخازن ذخیره‌سازی و لوله‌کشی‌ها و ابزار دقیق مرتبط، برای ارزیابی قابلیت اطمینان تجهیزات و محافظت از یکپارچگی تجهیزات برای عملکرد ایمن و کارآمد، به یک برنامه مدیریت یکپارچگی متکی هستند. تکنیک‌های غیرمخرب مختلفی معمولاً برای نظارت بر اجزای حیاتی استفاده می‌شوند، زیرا درک متالورژی صحیح این اجزا برای قابلیت اطمینان و عملکرد ایمن آنها بسیار مهم است. استفاده از نوع اشتباه مواد می‌تواند نتایج فاجعه‌باری داشته باشد.
آزمایش برخی از این اجزا (مانند قطعات کوچک یا مجموعه‌های لوله‌کشی) برای آنالیز کربن و گرید مواد می‌تواند به دلیل هندسه یا اندازه چالش برانگیز باشد. به دلیل دشواری آنالیز مواد، این قطعات اغلب از برنامه شناسایی مثبت مواد (PMI) مستثنی می‌شوند. اما شما به سادگی نمی‌توانید هیچ بخش بحرانی، از جمله لوله‌های اصلی با قطر کوچک را نادیده بگیرید. یک قطعه کوچکتر که در یک سیستم بحرانی خراب می‌شود، می‌تواند همان تأثیر خرابی یک قطعه بزرگتر را داشته باشد. عواقب یک خرابی ممکن است کوچکتر باشد، اما عواقب آن ممکن است یکسان باشد: آتش‌سوزی، از کار افتادن کارخانه فرآیند و آسیب‌دیدگی.
با توجه به اینکه طیف‌سنجی شکست القایی لیزری (LIBS) از روش‌های تحلیلی آزمایشگاهی به روش رایج تبدیل شده است، توانایی انجام ۱۰۰٪ آزمایش کربن مورد نیاز برای تمام اجزای موجود در میدان، شکاف بزرگی در صنعت است که اخیراً توسط تکنیک‌های تحلیلی پر شده است. این فناوری دستی، مالکان/اپراتورها را قادر می‌سازد تا این اجزا را به طور قابل اعتماد و دقیق برای انطباق با فرآیند مواد آزمایش کنند و یک راه حل جامع برای تأیید مواد در محل، از جمله تجزیه و تحلیل کربن، ارائه می‌دهد.
شکل ۱. آنالیز کربن جوش ¼ اینچی SciAps Z-902 ER308L منبع: SciAps (برای بزرگنمایی روی تصویر کلیک کنید.)
LIBS یک تکنیک انتشار نور است که از لیزر پالسی برای سایش سطح ماده و ایجاد پلاسما استفاده می‌کند. طیف‌سنج داخلی، نور پلاسما را به صورت کیفی اندازه‌گیری می‌کند و طول موج‌های منفرد را برای آشکار کردن محتوای عنصری جدا می‌کند که سپس با کالیبراسیون داخلی اندازه‌گیری می‌شود. با جدیدترین نوآوری‌ها در آنالیزورهای دستی LIBS، از جمله روزنه‌های خروجی بسیار کوچک، می‌توان بدون آب‌بندی سطوح منحنی یا قطعات کوچک، به یک اتمسفر آرگون خنثی دست یافت و تکنسین‌ها را قادر می‌سازد قطعات را صرف نظر از اندازه یا هندسه آزمایش کنند. تکنسین‌ها سطوح را آماده می‌کنند، از دوربین‌های داخلی برای هدف قرار دادن مکان‌های آزمایش و تجزیه و تحلیل آنها استفاده می‌کنند. ناحیه آزمایش تقریباً 50 میکرون است که به تکنسین‌ها اجازه می‌دهد قطعاتی با هر اندازه، از جمله قطعات بسیار کوچک، را بدون نیاز به آداپتورها، جمع‌آوری براده‌ها یا ارسال اجزای قربانی به آزمایشگاه اندازه‌گیری کنند.
چندین تولیدکننده، آنالایزرهای دستی LIBS را به صورت تجاری تولید می‌کنند. هنگام جستجوی آنالایزر مناسب برای کاربرد خود، کاربران باید در نظر داشته باشند که همه آنالایزرهای دستی LIBS به طور یکسان ساخته نشده‌اند. چندین مدل از آنالایزرهای LIBS در بازار وجود دارد که امکان شناسایی مواد را فراهم می‌کنند، اما محتوای کربن را نه. با این حال، در کاربردهایی که درجه‌بندی مواد مورد نیاز است، کربن اندازه‌گیری می‌شود و ماده بر اساس مقدار کربن درجه‌بندی می‌شود. بنابراین، کربن برای یک برنامه جامع مدیریت یکپارچگی بسیار مهم است.
شکل ۲. آنالیز کربن SciAps Z-902 از پیچ ماشینی ۱/۴ اینچی، جنس ۳۱۶H. منبع: SciAps (برای بزرگنمایی روی تصویر کلیک کنید.)
برای مثال، فولاد کربنی ۱۰۳۰ با میزان کربن موجود در ماده شناسایی می‌شود و دو عدد آخر در نام ماده، میزان کربن اسمی را مشخص می‌کنند - ۰.۳۰٪ کربن، کربن اسمی در فولاد کربنی ۱۰۳۰ است. این موضوع در مورد سایر فولادهای کربنی مانند فولاد کربنی ۱۰۴۰، ۱۰۵۰ و غیره نیز صدق می‌کند. یا اگر در حال درجه‌بندی فولاد ضد زنگ سری ۳۰۰ هستید، میزان کربن عنصر اساسی مورد نیاز برای شناسایی درجه L یا H یک ماده، مانند ماده ۳۱۶L یا ۳۱۶H است. اگر کربن را اندازه‌گیری نکنید، فقط نوع ماده را شناسایی می‌کنید و نه درجه ماده را.
شکل ۳. آنالیز کربن SciAps Z-902 از اتصال ۱ اینچی s/160 A106 برای خدمات آلکیلاسیون HF منبع: SciAps (برای بزرگنمایی روی تصویر کلیک کنید.)
آنالایزرهای LIBS بدون قابلیت اندازه‌گیری کربن، تنها می‌توانند مواد را شناسایی کنند، مشابه ابزارهای فلورسانس اشعه ایکس (XRF). با این حال، چندین تولیدکننده، آنالایزرهای کربن LIBS دستی تولید می‌کنند که قادر به اندازه‌گیری محتوای کربن هستند. تفاوت‌های اساسی در آنالایزرها وجود دارد، مانند اندازه، وزن، تعداد کالیبراسیون‌های موجود، رابط نمونه برای سطوح آب‌بندی شده در مقابل غیر آب‌بندی شده، و دسترسی به قطعات کوچک برای آنالیز. آنالایزرهای LIBS با سوراخ‌های خروجی کوچک برای آزمایش نیازی به آب‌بندی آرگون ندارند و برای آزمایش ویدجت‌ها نیازی به آداپتورهای ویجت مورد نیاز سایر آنالایزرهای LIBS یا واحدهای OES ندارند. مزیت این تکنیک این است که به تکنسین‌ها اجازه می‌دهد هر بخشی از روش PMI را بدون استفاده از آداپتورهای ویژه آزمایش کنند. کاربران باید عملکردهای مختلف آنالایزر را مطالعه کنند تا مشخص شود که آیا این دستگاه می‌تواند نیازهای کاربرد مورد نظر را برآورده کند، به خصوص اگر کاربرد به 100٪ PMI نیاز داشته باشد.
قابلیت‌های ابزارهای دستی LIBS در حال تغییر نحوه مدیریت تحلیل میدانی است. این ابزارها ابزاری را در اختیار مالک/اپراتور قرار می‌دهند تا مواد ورودی، مواد PMI در حال کار/قدیمی، جوش‌ها، مواد مصرفی جوشکاری و هرگونه قطعه حیاتی در برنامه PMI خود را تجزیه و تحلیل کنند و یک راه‌حل کارآمد و قابل اعتماد برای هر برنامه یکپارچگی دارایی ارائه دهند. یک راه‌حل مقرون به صرفه بدون نیروی کار اضافی یا هزینه خرید قطعات قربانی یا جمع‌آوری براده‌ها و ارسال آنها به آزمایشگاه و انتظار برای نتایج. این آنالیزورهای دستی و قابل حمل LIBS قابلیت‌های اضافی را در اختیار کاربران قرار می‌دهند که تا چند سال پیش وجود نداشت.
شکل ۴. آنالیز کربن سیم SciAps Z-902 1/8 اینچی، جنس ۳۱۶L منبع: SciAps (برای بزرگنمایی روی تصویر کلیک کنید.)
قابلیت اطمینان دارایی شامل یک برنامه جامع تأیید مواد است که اکنون به طور کامل در این زمینه پیاده‌سازی شده است تا انطباق تجهیزات و عملکرد ایمن و کارآمد را تأیید کند. با کمی تحقیق در مورد آنالایزر مناسب و درک کاربرد، مالکان/اپراتورها اکنون می‌توانند هر تجهیزاتی را در برنامه یکپارچگی دارایی خود، صرف نظر از هندسه یا اندازه، به طور قابل اعتمادی تجزیه و تحلیل و درجه‌بندی کنند و تجزیه و تحلیل را در زمان واقعی دریافت کنند. اجزای حیاتی با قطر کوچک اکنون می‌توانند فوراً، با اطمینان و دقت تجزیه و تحلیل شوند و داده‌های لازم را برای تصمیم‌گیری‌های حیاتی برای محافظت از یکپارچگی تجهیزات در اختیار مالکان/کاربران قرار دهند.
این فناوری نوآورانه، مالکان/اپراتورها را قادر می‌سازد تا با پر کردن شکاف‌های موجود در تجزیه و تحلیل میدان کربن، درجه بالایی از یکپارچگی و قابلیت اطمینان تجهیزات خود را حفظ کنند.
جیمز ترل مدیر توسعه کسب و کار - NDT در شرکت SciAps، تولیدکننده آنالیزورهای دستی XRF و LIBS است.
این کنفرانس برای جشن دهمین سالگرد خود، هزاران شرکت‌کننده و صدها غرفه‌دار را گرد هم آورد تا جدیدترین فناوری‌ها، تجهیزات و محصولات مونتاژ را به نمایش بگذارند. در تقویم خود علامت بزنید و برای شرکت در این رویداد مهم برنامه‌ریزی کنید، جایی که شرکت‌کنندگان منابع جدیدی را کشف می‌کنند، جدیدترین فناوری‌ها و محصولات را ارزیابی می‌کنند، از متخصصان صنعت یاد می‌گیرند و با متخصصان باتجربه ارتباط برقرار می‌کنند.
یک درخواست پیشنهاد (RFP) به فروشنده مورد نظر خود ارسال کنید و روی دکمه‌ای که جزئیات نیازهای شما را شرح می‌دهد کلیک کنید


زمان ارسال: ۲۴ ژوئیه ۲۰۲۲