Utrzymanie integralności urządzeń ciśnieniowych jest ciągłą rzeczywistością dla każdego właściciela/operatora. Właściciele/operatorzy urządzeń, takich jak zbiorniki, piece, kotły, wymienniki, zbiorniki magazynowe oraz powiązane rurociągi i urządzenia pomiarowe, polegają na programie zarządzania integralnością w celu oceny niezawodności urządzeń i ochrony integralności urządzeń w celu zapewnienia bezpiecznej i wydajnej pracy. Do monitorowania kluczowych komponentów powszechnie stosuje się różne techniki nieniszczące, ponieważ zrozumienie prawidłowej metalurgii tych komponentów ma kluczowe znaczenie dla ich niezawodności i bezpiecznej pracy. Zastosowanie niewłaściwego rodzaju materiału może mieć katastrofalne skutki.
Badanie niektórych z tych komponentów (np. małych części lub zespołów rurowych) pod kątem analizy zawartości węgla i gatunków materiałów może być trudne ze względu na geometrię lub rozmiar. Ze względu na trudności w analizie materiału, części te są często wykluczane z programu pozytywnej identyfikacji materiałów (PMI). Nie można jednak po prostu zignorować żadnych krytycznych sekcji, w tym głównych rur o małej średnicy. Mniejszy komponent, który ulegnie awarii w krytycznym systemie, może mieć takie same skutki, jak awaria większego komponentu. Konsekwencje awarii mogą być mniejsze, ale takie same: pożar, przestój w zakładzie przetwórczym i obrażenia.
Ponieważ spektroskopia rozbicia indukowanego laserowo (LIBS) przestała być laboratoryjną metodą analityczną i stała się powszechnie stosowana, możliwość przeprowadzania 100% wymaganych testów zawartości węgla dla wszystkich komponentów w terenie stanowi ogromną lukę w branży, którą niedawno wypełniły techniki analityczne. Ta przenośna technologia umożliwia właścicielom/operatorom niezawodne i dokładne testowanie tych komponentów pod kątem zgodności z procesem materiałowym i stanowi kompleksowe rozwiązanie do weryfikacji materiałów na miejscu, w tym analizy zawartości węgla.
Rysunek 1. Analiza węgla spoiny SciAps Z-902 ER308L o szerokości ¼” Źródło: SciAps (Kliknij obraz, aby powiększyć.)
LIBS to technika emisji światła, która wykorzystuje impulsowy laser do ablacji powierzchni materiału i tworzenia plazmy. Pokładowy spektrometr jakościowo mierzy światło z plazmy, oddzielając poszczególne długości fal w celu ujawnienia zawartości pierwiastków, która jest następnie kwantyfikowana poprzez kalibrację pokładową. Dzięki najnowszym innowacjom w przenośnych analizatorach LIBS, w tym bardzo małym otworom wyjściowym, można uzyskać atmosferę obojętnego argonu bez uszczelniania zakrzywionych powierzchni lub małych części, co umożliwia technikom testowanie części niezależnie od ich rozmiaru lub geometrii. Technicy przygotowują powierzchnie, używają wewnętrznych kamer do określania miejsc testowych i analizują je. Obszar testowy ma około 50 mikronów, co pozwoli technikom mierzyć części dowolnej wielkości, w tym bardzo małe, bez potrzeby stosowania adapterów, zbierania wiórów lub wysyłania elementów ofiarnych do laboratorium.
Kilku producentów produkuje dostępne w sprzedaży przenośne analizatory LIBS. Użytkownicy poszukujący odpowiedniego analizatora do swoich zastosowań muszą pamiętać, że nie wszystkie przenośne analizatory LIBS są sobie równe. Na rynku dostępnych jest kilka modeli analizatorów LIBS, które umożliwiają identyfikację materiału, ale nie zawartości węgla. Jednak w zastosowaniach, w których wymagane są gatunki materiałów, węgiel jest mierzony, a materiał jest klasyfikowany na podstawie ilości węgla. Dlatego węgiel ma kluczowe znaczenie dla kompleksowego programu zarządzania integralnością.
Rysunek 2. Analiza węglowa SciAps Z-902 śruby maszynowej 1/4 cala, materiał 316H. Źródło: SciAps (Kliknij obraz, aby powiększyć.)
Na przykład stal węglowa 1030 jest identyfikowana przez zawartość węgla w materiale, a dwie ostatnie liczby w nazwie materiału określają nominalną zawartość węgla – 0,30% węgla to nominalna zawartość węgla w stali węglowej 1030. Dotyczy to również innych stali węglowych, takich jak stal węglowa 1040, 1050 itp. Lub jeśli klasyfikujesz stal nierdzewną serii 300, zawartość węgla jest podstawowym elementem wymaganym do zidentyfikowania klasy L lub H materiału, takiego jak materiał 316L lub 316H. Jeśli nie mierzysz węgla, identyfikujesz tylko typ materiału, a nie jego klasę.
Rysunek 3. Analiza węglowa SciAps Z-902 dla 1” złącza S/160 A106 do usług alkilowania HF Źródło: SciAps (Kliknij obraz, aby powiększyć.)
Analizatory LIBS bez możliwości pomiaru węgla mogą jedynie identyfikować materiały, podobnie jak instrumenty do fluorescencji rentgenowskiej (XRF). Jednak kilku producentów produkuje przenośne analizatory węgla LIBS zdolne do pomiaru zawartości węgla. Istnieją pewne zasadnicze różnice między analizatorami, takie jak rozmiar, waga, liczba dostępnych kalibracji, interfejs próbki dla powierzchni uszczelnionych i nieuszczelnionych oraz dostęp do małych części w celu analizy. Analizatory LIBS z małymi otworami wyjściowymi nie wymagają uszczelnienia argonowego do testowania i nie wymagają adapterów widgetów wymaganych przez inne analizatory LIBS lub jednostki OES do testowania widgetów. Zaletą tej techniki jest to, że pozwala technikom testować dowolną część procedury PMI bez użycia specjalnych adapterów. Użytkownicy muszą zapoznać się z różnymi funkcjami analizatora, aby określić, czy przyrząd może spełnić wymagania zamierzonego zastosowania, zwłaszcza jeśli zastosowanie wymaga 100% PMI.
Możliwości przenośnych przyrządów LIBS zmieniają sposób zarządzania analizą terenową. Te przyrządy zapewniają właścicielowi/operatorowi możliwość analizowania przychodzącego materiału, materiałów PMI będących w eksploatacji/zabytkowych, spoin, materiałów spawalniczych i wszelkich krytycznych komponentów w programie PMI, zapewniając wydajne i niezawodne rozwiązanie dla każdego programu integralności aktywów. Ekonomiczne rozwiązanie bez dodatkowej pracy lub kosztów zakupu części ofiarnych lub zbierania wiórów i wysyłania ich do laboratorium w celu oczekiwania na wyniki. Te przenośne, przenośne analizatory LIBS zapewniają użytkownikom dodatkową funkcjonalność, która nie istniała jeszcze kilka lat temu.
Rysunek 4. Analiza węgla w drucie SciAps Z-902 1/8”, materiał 316L Źródło: SciAps (Kliknij obraz, aby powiększyć.)
Asset Reliability obejmuje kompleksowy program weryfikacji materiałów, obecnie w pełni wdrożony w terenie, w celu sprawdzenia zgodności sprzętu oraz jego bezpiecznej i wydajnej pracy. Dzięki niewielkim badaniom nad odpowiednim analizatorem i zrozumieniu jego zastosowania właściciele/operatorzy mogą teraz niezawodnie analizować i oceniać dowolny sprzęt w swoim programie integralności aktywów, niezależnie od jego geometrii lub rozmiaru, i uzyskiwać analizę w czasie rzeczywistym. Krytyczne elementy o małym otworze można teraz analizować natychmiast, pewnie i dokładnie, dostarczając właścicielom/użytkownikom danych niezbędnych do podejmowania kluczowych decyzji w celu ochrony integralności sprzętu.
Ta innowacyjna technologia umożliwia właścicielom/operatorom zachowanie wysokiego stopnia integralności i niezawodności ich sprzętu poprzez wypełnienie luk w analizie pola węglowego.
James Terrell jest dyrektorem ds. rozwoju biznesu – NDT w firmie SciAps, Inc., produkującej przenośne analizatory XRF i LIBS.
Konferencja, która odbyła się z okazji 10. rocznicy istnienia naszej firmy, zgromadziła tysiące uczestników i setki wystawców, aby zaprezentować najnowsze technologie montażowe, urządzenia i produkty. Zaznacz tę datę w kalendarzu i zaplanuj udział w tym przełomowym wydarzeniu, podczas którego uczestnicy będą mogli odkryć nowe zasoby, ocenić najnowsze technologie i produkty, uczyć się od ekspertów z branży i nawiązywać kontakty z doświadczonymi profesjonalistami.
Złóż wniosek o ofertę (RFP) do wybranego dostawcy i kliknij przycisk, w którym szczegółowo opiszesz swoje potrzeby