Het handhaven van de integriteit van drukapparatuur is een voortdurende realiteit voor iedere eigenaar/exploitant. Eigenaren/exploitanten van apparatuur zoals vaten, ovens, boilers, warmtewisselaars, opslagtanks en bijbehorende leidingen en instrumentatie vertrouwen op een integriteitsbeheerprogramma om de betrouwbaarheid van de apparatuur te beoordelen en de integriteit van de apparatuur te beschermen voor een veilige en efficiënte werking. Verschillende niet-destructieve technieken worden vaak gebruikt om kritieke componenten te bewaken, omdat inzicht in de juiste metallurgie van deze componenten essentieel is voor hun betrouwbaarheid en veilige werking. Het gebruik van het verkeerde type materiaal kan rampzalige gevolgen hebben.
Het testen van sommige van deze componenten (zoals kleine onderdelen of leidingsystemen) op koolstofanalyse en materiaalkwaliteit kan een uitdaging zijn vanwege de geometrie of omvang. Omdat het zo moeilijk is om het materiaal te analyseren, worden deze onderdelen vaak uitgesloten van het programma voor positieve materiaalidentificatie (PMI). Maar je kunt kritieke delen, waaronder de belangrijkste kleine leidingen, gewoonweg niet negeren. Een kleiner onderdeel dat in een kritisch systeem defect raakt, kan dezelfde impact hebben als een defect van een groter onderdeel. De gevolgen van een defect zijn misschien kleiner, maar kunnen hetzelfde zijn: brand, uitval van de procesinstallatie en letsel.
Nu Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) van analytische laboratoriummethoden naar de mainstream is verhuisd, is het vermogen om 100% van de vereiste koolstoftesten van alle componenten in het veld uit te voeren een groot hiaat in de industrie dat onlangs is opgevuld met analytische technieken. Deze draagbare technologie stelt eigenaren/exploitanten in staat om deze componenten betrouwbaar en nauwkeurig te testen op naleving van het materiaalproces en biedt een uitgebreide oplossing voor materiaalverificatie op locatie, inclusief koolstofanalyse.
Figuur 1. Koolstofanalyse van SciAps Z-902 ER308L las ¼” breed Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om te vergroten.)
LIBS is een lichtemissietechniek waarbij een gepulste laser wordt gebruikt om het oppervlak van een materiaal te ablateren en een plasma te creëren. De ingebouwde spectrometer meet kwalitatief het licht van het plasma en scheidt de afzonderlijke golflengten om de elementaire inhoud te onthullen, die vervolgens wordt gekwantificeerd door middel van kalibratie aan boord. Met de nieuwste innovaties in draagbare LIBS-analysatoren, waaronder zeer kleine uitgangsopeningen, kan een inerte argonatmosfeer worden gecreëerd zonder gebogen oppervlakken of kleine onderdelen af ​​te dichten, waardoor technici onderdelen kunnen testen ongeacht hun grootte of geometrie. Technici bereiden oppervlakken voor, gebruiken interne camera's om testlocaties te bepalen en analyseren deze. Het testgebied is ongeveer 50 micron, waardoor technici onderdelen van elke grootte kunnen meten, zelfs zeer kleine onderdelen, zonder dat er adapters nodig zijn, geen schaafsel hoeft te worden verzameld of opofferingscomponenten naar het laboratorium hoeven te worden gestuurd.
Verschillende fabrikanten produceren commercieel verkrijgbare, draagbare LIBS-analysatoren. Bij het zoeken naar de juiste analysator voor uw toepassing moeten gebruikers er rekening mee houden dat niet alle draagbare LIBS-analysatoren hetzelfde zijn. Er zijn verschillende modellen LIBS-analysatoren op de markt waarmee materialen kunnen worden geïdentificeerd, maar niet het koolstofgehalte. Bij toepassingen waarbij materiaalkwaliteiten vereist zijn, wordt koolstof echter gemeten en wordt het materiaal geclassificeerd op basis van de hoeveelheid koolstof. Daarom is koolstof van cruciaal belang voor een uitgebreid integriteitsbeheerprogramma.
Figuur 2. SciAps Z-902 koolstofanalyse van een 1/4-inch machineschroef, materiaal 316H. Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om deze te vergroten.)
Zo wordt koolstofstaal 1030 geïdentificeerd door het koolstofgehalte in het materiaal. De laatste twee cijfers in de materiaalnaam geven het nominale koolstofgehalte aan – 0,30% koolstof is het nominale koolstofgehalte in koolstofstaal 1030. Dit geldt ook voor andere koolstofstaalsoorten, zoals koolstofstaal 1040, koolstofstaal 1050, enz. Of als u roestvrij staal uit de 300-serie sorteert, is het koolstofgehalte het basiselement dat nodig is om de L- of H-klasse van een materiaal te bepalen, zoals 316L of 316H. Als u geen koolstof meet, identificeert u alleen het materiaaltype en niet de materiaalklasse.
Figuur 3. SciAps Z-902 koolstofanalyse van 1" s/160 A106 fitting voor HF-alkyleringsdiensten Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om deze te vergroten.)
LIBS-analysatoren zonder de mogelijkheid om koolstof te meten, kunnen alleen materialen identificeren, vergelijkbaar met röntgenfluorescentie-instrumenten (XRF). Er zijn echter diverse fabrikanten die draagbare LIBS-koolstofanalysatoren produceren die het koolstofgehalte kunnen meten. Er zijn enkele fundamentele verschillen tussen analysatoren, zoals grootte, gewicht, aantal beschikbare kalibraties, monsterinterface voor afgedichte versus niet-afgedichte oppervlakken en toegang tot kleine onderdelen voor analyse. LIBS-analysatoren met kleine uitgangsgaten hebben geen argonafdichting nodig voor het testen en hebben geen widgetadapters nodig die andere LIBS-analysatoren of OES-units nodig hebben om widgets te testen. Het voordeel van deze techniek is dat technici elk onderdeel van de PMI-procedure kunnen testen zonder speciale adapters te gebruiken. Gebruikers moeten de verschillende functies van de analysator bestuderen om te bepalen of het instrument voldoet aan de behoeften van de beoogde toepassing, vooral als de toepassing 100% PMI vereist.
De mogelijkheden van draagbare LIBS-instrumenten veranderen de manier waarop veldanalyses worden beheerd. Deze instrumenten bieden de eigenaar/gebruiker een manier om binnenkomend materiaal, in gebruik/oud PMI-materiaal, lassen, lasmaterialen en alle kritische componenten in hun PMI-programma te analyseren, en bieden een efficiënte en betrouwbare oplossing voor elk asset integrity-programma. Een kosteneffectieve oplossing zonder de extra arbeid of kosten van het kopen van opofferingsonderdelen of het verzamelen van schaafsel, het sturen ervan naar het laboratorium en het wachten op de resultaten. Deze draagbare, draagbare LIBS-analysatoren bieden gebruikers extra functionaliteit die een paar jaar geleden nog niet bestond.
Figuur 4. Koolstofanalyse van SciAps Z-902 1/8” draad, 316L Materiaalbron: SciAps (Klik op de afbeelding om te vergroten.)
Asset Reliability omvat een uitgebreid programma voor materiaalverificatie, dat nu volledig in het veld is geïmplementeerd, om de naleving van apparatuur en een veilige en efficiënte werking te verifiëren. Met een beetje onderzoek naar de juiste analysator en inzicht in de toepassing kunnen eigenaren/exploitanten nu op betrouwbare wijze alle apparatuur in hun asset-integriteitsprogramma analyseren en beoordelen, ongeacht de geometrie of grootte, en realtime analyses krijgen. Kritieke componenten met een klein kaliber kunnen nu direct, vol vertrouwen en nauwkeurig worden geanalyseerd, zodat eigenaren/gebruikers over de gegevens beschikken die ze nodig hebben om cruciale beslissingen te nemen om de integriteit van apparatuur te beschermen.
Met deze innovatieve technologie kunnen eigenaren/exploitanten de integriteit en betrouwbaarheid van hun apparatuur op een hoog niveau houden door hiaten in de koolstofveldanalyse op te vullen.
James Terrell is directeur Business Development – ​​NDT bij SciAps, Inc., een fabrikant van draagbare XRF- en LIBS-analysatoren.
Ter ere van ons 10-jarig jubileum bracht de conferentie duizenden deelnemers en honderden exposanten bijeen om de nieuwste assemblagetechnologie, -apparatuur en -producten te presenteren. Zet de datum in uw agenda en zorg dat u aanwezig bent bij dit belangrijke evenement, waar deelnemers nieuwe bronnen ontdekken, de nieuwste technologieën en producten evalueren, leren van experts uit de sector en in contact komen met ervaren professionals.
Dien een offerteaanvraag (RFP) in bij een leverancier van uw keuze en klik op een knop waarin u uw behoeften gedetailleerd beschrijft