압력 장비의 무결성을 유지하는 것은 모든 소유자/운영자에게 지속적인 현실입니다. 용기, 용광로, 보일러, 교환기, 저장 탱크 및 관련 배관과 계측기와 같은 장비의 소유자/운영자는 무결성 관리 프로그램을 통해 장비의 신뢰성을 평가하고 안전하고 효율적인 작동을 위해 장비의 무결성을 보호합니다. 다양한 비파괴 기술이 일반적으로 중요 구성 요소를 모니터링하는 데 사용되는데, 이러한 구성 요소의 올바른 야금을 이해하는 것이 신뢰성과 안전한 작동에 매우 중요하기 때문입니다. 잘못된 유형의 재료를 사용하면 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.
기하학적 구조나 크기로 인해 일부 구성 요소(예: 소형 부품이나 배관 조립품)에 대한 탄소 분석 및 재료 등급 테스트가 어려울 수 있습니다. 재료 분석의 어려움으로 인해 이러한 부품은 종종 양성 재료 식별(PMI) 프로그램에서 제외됩니다. 그러나 주요 소구경 파이프를 포함하여 중요한 섹션을 무시할 수는 없습니다. 중요한 시스템에서 작은 구성 요소가 고장나면 더 큰 구성 요소가 고장난 것과 같은 영향을 미칠 수 있습니다. 고장의 결과는 작을 수 있지만 화재, 공정 플랜트 가동 중단, 부상 등 결과는 같을 수 있습니다.
레이저 유도 파괴 분광법(LIBS)이 실험실 분석 방법에서 주류로 옮겨감에 따라, 현장에서 모든 구성품에 대한 필수 탄소 테스트를 100% 수행할 수 있는 능력은 업계의 큰 격차였으며, 최근 분석 기술을 통해 이러한 격차가 메워졌습니다. 이 휴대용 기술을 통해 소유자/운영자는 재료 공정 규정 준수 여부를 확인하기 위해 이러한 구성품을 안정적이고 정확하게 테스트할 수 있으며 탄소 분석을 포함한 현장 재료 검증을 위한 포괄적인 솔루션을 제공합니다.
그림 1. SciAps Z-902 ER308L Weld ¼” 폭의 탄소 분석 출처: SciAps (이미지를 클릭하면 확대됩니다.)
LIBS는 펄스 레이저를 사용하여 재료 표면을 절삭하고 플라즈마를 생성하는 발광 기술입니다.온보드 분광기는 플라즈마에서 나오는 빛을 정성적으로 측정하여 개별 파장을 분리하여 원소 함량을 밝힌 다음 온보드 교정을 통해 정량화합니다.매우 작은 출구 조리개를 포함한 휴대용 LIBS 분석기의 최신 혁신을 통해 곡면이나 작은 부품을 밀봉하지 않고도 불활성 아르곤 분위기를 조성할 수 있어 기술자가 크기나 기하학적 구조에 관계없이 부품을 테스트할 수 있습니다.기술자는 표면을 준비하고 내부 카메라를 사용하여 테스트 위치를 타겟팅하고 분석합니다.테스트 영역은 약 50마이크론으로 기술자가 어댑터, 깎은 부품 수집 또는 희생 부품을 실험실로 보낼 필요 없이 매우 작은 부품을 포함한 모든 크기의 부품을 측정할 수 있습니다.
여러 제조업체에서 상업적으로 이용 가능한 휴대용 LIBS 분석기를 생산합니다. 응용 분야에 적합한 분석기를 찾을 때 사용자는 모든 휴대용 LIBS 분석기가 동일하게 만들어진 것은 아니라는 점을 명심해야 합니다. 시중에는 재료 식별은 가능하지만 탄소 함량은 불가능한 여러 모델의 LIBS 분석기가 있습니다. 그러나 재료 등급이 필요한 응용 분야에서는 탄소를 측정하고 탄소 양을 기준으로 재료 등급을 매깁니다. 따라서 탄소는 포괄적인 무결성 관리 프로그램에 매우 중요합니다.
그림 2. 1/4인치 기계 나사, 316H 소재에 대한 SciAps Z-902 탄소 분석. 출처: SciAps (이미지를 클릭하면 확대됩니다.)
예를 들어, 1030 탄소강은 재료의 탄소 함량으로 구분되며, 재료 이름의 마지막 두 숫자는 공칭 탄소 함량을 나타냅니다. 1030 탄소강의 공칭 탄소 함량은 0.30%입니다. 이는 1040, 1050 탄소강 등 다른 탄소강에도 적용됩니다. 300 시리즈 스테인리스강의 등급을 매길 경우, 탄소 함량은 316L 또는 316H와 같이 재료의 L 또는 H 등급을 식별하는 데 필요한 기본 요소입니다. 탄소 함량을 측정하지 않으면 재료의 종류만 식별할 뿐, 등급은 식별하지 않습니다.
그림 3. HF 알킬화 서비스를 위한 1인치 s/160 A106 피팅의 SciAps Z-902 탄소 분석 출처: SciAps (이미지를 클릭하면 확대됩니다.)
탄소 측정 기능이 없는 LIBS 분석기는 X선 형광(XRF) 기기와 유사하게 재료만 식별할 수 있습니다. 그러나 여러 제조업체에서 탄소 함량을 측정할 수 있는 휴대용 LIBS 탄소 분석기를 생산합니다. 분석기 내에는 크기, 무게, 사용 가능한 교정 횟수, 밀봉된 표면과 밀봉되지 않은 표면에 대한 샘플 인터페이스, 분석을 위한 소형 부품 접근성 등 몇 가지 근본적인 차이점이 있습니다. 출구 구멍이 작은 LIBS 분석기는 테스트를 위해 아르곤 씰이 필요하지 않으며 위젯을 테스트하기 위해 다른 LIBS 분석기나 OES 장치에 필요한 위젯 어댑터가 필요하지 않습니다. 이 기술의 장점은 기술자가 특수 어댑터를 사용하지 않고도 PMI 절차의 모든 부분을 테스트할 수 있다는 것입니다. 사용자는 분석기의 다양한 기능을 연구하여 기기가 의도한 응용 프로그램의 요구 사항을 충족할 수 있는지 확인해야 하며, 특히 응용 프로그램에 100% PMI가 필요한 경우 더욱 그렇습니다.
휴대용 LIBS 장비의 성능은 현장 분석 관리 방식을 변화시키고 있습니다. 이 장비는 소유주/운영자에게 입고 자재, 가동 중/빈티지 PMI 자재, 용접부, 용접 소모품 및 PMI 프로그램의 모든 중요 부품을 분석할 수 있는 수단을 제공하여 모든 자산 무결성 프로그램에 효율적이고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 희생 부품을 구매하거나 용접 부스러기를 수거하여 실험실로 보내 결과를 기다리는 데 드는 추가 인력이나 비용 없이 비용 효율적인 솔루션입니다. 이 휴대용 휴대용 LIBS 분석기는 불과 몇 년 전까지만 해도 존재하지 않았던 추가 기능을 사용자에게 제공합니다.
그림 4. SciAps Z-902 1/8” 와이어, 316L 소재의 탄소 분석 출처: SciAps (이미지를 클릭하면 확대됩니다.)
자산 신뢰성에는 현재 현장에서 완전히 구현된 포괄적인 재료 검증 프로그램이 포함되어 장비 규정 준수 및 안전하고 효율적인 운영을 검증합니다. 적절한 분석기에 대한 약간의 조사와 응용 프로그램을 이해함으로써 소유자/운영자는 이제 기하학적 구조나 크기에 관계없이 자산 무결성 프로그램에서 모든 장비를 안정적으로 분석하고 등급을 매기고 실시간 분석을 받을 수 있습니다. 중요한 소구경 구성품을 이제 즉시, 확실하게, 정확하게 분석하여 소유자/사용자가 장비 무결성을 보호하기 위한 중요한 결정을 내리는 데 필요한 데이터를 얻을 수 있습니다.
이 혁신적인 기술을 통해 소유자/운영자는 탄소 현장 분석의 빈틈을 메워 장비의 높은 수준의 무결성과 신뢰성을 유지할 수 있습니다.
제임스 테렐은 휴대용 XRF 및 LIBS 분석기 제조업체인 SciAps, Inc.에서 사업 개발 및 NDT 부문을 담당하는 이사입니다.
10주년을 기념하여 개최된 이 컨퍼런스에서는 수천 명의 참석자와 수백 개의 전시업체가 모여 최신 조립 기술, 장비 및 제품을 선보였습니다. 일정에 표시하고 이 중요한 이벤트에 참여할 계획을 세우세요. 참석자들은 새로운 리소스를 알아보고, 최신 기술과 제품을 평가하고, 업계 전문가로부터 배우고, 경험이 풍부한 전문가와 교류할 수 있습니다.
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