Het waarborgen van de integriteit van drukvaten is een voortdurende realiteit voor elke eigenaar/exploitant. Eigenaren/exploitanten van apparatuur zoals vaten, ovens, ketels, warmtewisselaars, opslagtanks en bijbehorende leidingen en instrumentatie vertrouwen op een integriteitsbeheerprogramma om de betrouwbaarheid van de apparatuur te beoordelen en de integriteit ervan te beschermen voor een veilige en efficiënte werking. Diverse niet-destructieve technieken worden veelvuldig gebruikt om kritische componenten te controleren, aangezien inzicht in de juiste metaalsamenstelling van deze componenten cruciaal is voor hun betrouwbaarheid en veilige werking. Het gebruik van het verkeerde materiaal kan desastreuze gevolgen hebben.
Het testen van sommige van deze componenten (zoals kleine onderdelen of leidingassemblages) op koolstofanalyse en materiaalkwaliteit kan lastig zijn vanwege hun geometrie of afmetingen. Door de moeilijkheid om het materiaal te analyseren, worden deze onderdelen vaak uitgesloten van het Positive Material Identification (PMI)-programma. Maar je kunt simpelweg geen kritieke onderdelen negeren, inclusief de belangrijkste leidingen met een kleine diameter. Een defect aan een kleiner onderdeel in een kritiek systeem kan dezelfde impact hebben als een defect aan een groter onderdeel. De gevolgen van een defect zijn misschien kleiner, maar ze kunnen hetzelfde zijn: brand, stilstand van de procesinstallatie en letsel.
Nu Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is uitgegroeid van een laboratoriumanalytische methode tot een gangbare techniek, is de mogelijkheid om 100% van de vereiste koolstofanalyses van alle componenten in het veld uit te voeren een grote lacune in de industrie. Deze lacune is recentelijk opgevuld door analytische technieken. Deze draagbare technologie stelt eigenaren/operators in staat om deze componenten betrouwbaar en nauwkeurig te testen op naleving van materiaaleisen en biedt een complete oplossing voor materiaalverificatie op locatie, inclusief koolstofanalyse.
Figuur 1. Koolstofanalyse van SciAps Z-902 ER308L lasnaad van 6 mm breed. Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om te vergroten.)
LIBS is een lichtemissietechniek die een gepulseerde laser 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 individuele golflengten om de elementaire samenstelling te onthullen, die vervolgens wordt gekwantificeerd door middel van ingebouwde kalibratie. Dankzij de nieuwste innovaties in draagbare LIBS-analysatoren, waaronder zeer kleine uitgangsopeningen, kan een inerte argonatmosfeer worden bereikt zonder gebogen oppervlakken of kleine onderdelen af ​​te dichten. Hierdoor kunnen technici onderdelen 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, inclusief zeer kleine onderdelen, zonder dat adapters nodig zijn, spanen hoeven te worden verzameld of opofferingsonderdelen 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 die materiaalidentificatie mogelijk maken, maar niet het koolstofgehalte. In toepassingen waar materiaalkwaliteiten vereist zijn, wordt koolstof echter gemeten en wordt het materiaal beoordeeld op basis van de hoeveelheid koolstof. Daarom is koolstof cruciaal voor een uitgebreid integriteitsbeheerprogramma.
Afbeelding 2. Koolstofanalyse met SciAps Z-902 van een 1/4-inch machineschroef, 316H-materiaal. Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om te vergroten.)
Bijvoorbeeld, koolstofstaal 1030 wordt geïdentificeerd door het koolstofgehalte in het materiaal, waarbij de laatste twee cijfers in de materiaalnaam het nominale koolstofgehalte aangeven – 0,30% koolstof is het nominale koolstofgehalte in koolstofstaal 1030. Dit geldt ook voor andere koolstofstaalsoorten zoals koolstofstaal 1040, 1050, enzovoort. Of, als u roestvast staal uit de 300-serie beoordeelt, is het koolstofgehalte het basiselement dat nodig is om de L- of H-kwaliteit van een materiaal te identificeren, zoals 316L of 316H. Als u het koolstofgehalte niet meet, identificeert u alleen het materiaaltype en niet de materiaalkwaliteit.
Figuur 3. Koolstofanalyse met SciAps Z-902 van een 1” s/160 A106 fitting voor HF-alkyleringsdiensten. Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om te vergroten.)
LIBS-analysatoren die geen koolstof kunnen meten, kunnen alleen materialen identificeren, net als röntgenfluorescentie-instrumenten (XRF). Verschillende fabrikanten produceren echter draagbare LIBS-koolstofanalysatoren die het koolstofgehalte kunnen meten. Er zijn enkele fundamentele verschillen tussen de 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 uitlaatopeningen vereisen geen argonafdichting voor testen en geen widgetadapters die nodig zijn voor andere LIBS-analysatoren of OES-units 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 aan de behoeften van de beoogde toepassing kan voldoen, vooral als de toepassing 100% PMI vereist.
De mogelijkheden van draagbare LIBS-instrumenten veranderen de manier waarop veldanalyses worden uitgevoerd. Deze instrumenten bieden de eigenaar/gebruiker de mogelijkheid om binnenkomend materiaal, in gebruik zijnd/oud PMI-materiaal, lassen, lasverbruiksartikelen en alle kritische componenten in hun PMI-programma te analyseren. Dit levert een efficiënte en betrouwbare oplossing voor elk programma voor de integriteit van activa. Een kosteneffectieve oplossing zonder de extra arbeid of kosten van het aanschaffen van opofferingsonderdelen of het verzamelen van spanen en deze naar het laboratorium sturen en wachten op resultaten. Deze 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 materiaal. Bron: SciAps (Klik op de afbeelding om te vergroten.)
Asset Reliability omvat een uitgebreid materiaalverificatieprogramma, dat nu volledig in de praktijk is geïmplementeerd, om de conformiteit van apparatuur en een veilige en efficiënte werking te controleren. Met een beetje onderzoek naar de juiste analysator en inzicht in de toepassing kunnen eigenaren/operators nu betrouwbaar alle apparatuur in hun assetintegriteitsprogramma analyseren en beoordelen, ongeacht de geometrie of grootte, en realtime analyses verkrijgen. Kritische componenten met een kleine boring kunnen nu direct, betrouwbaar en nauwkeurig worden geanalyseerd, waardoor eigenaren/gebruikers de gegevens krijgen die nodig zijn om cruciale beslissingen te nemen ter bescherming van de integriteit van de apparatuur.
Deze innovatieve technologie stelt eigenaren/exploitanten in staat om een ​​hoge mate van integriteit en betrouwbaarheid van hun apparatuur te behouden door lacunes in de koolstofveldanalyse op te vullen.
James Terrell is directeur bedrijfsontwikkeling – 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 samen om de nieuwste assemblagetechnologieën, -apparatuur en -producten te presenteren. Noteer de datum in uw agenda en zorg dat u bij dit mijlpaalevenement aanwezig bent. Deelnemers ontdekken er nieuwe mogelijkheden, evalueren de nieuwste technologieën en producten, leren van experts uit de branche en leggen contacten met ervaren professionals.
Dien een offerteaanvraag (RFP) in bij een leverancier naar keuze en klik op een knop om uw behoeften te specificeren.