Поддержание целостности оборудования, работающего под давлением, является постоянной задачей для любого владельца/оператора. Владельцы/операторы такого оборудования, как сосуды, печи, котлы, теплообменники, резервуары для хранения, а также связанные с ними трубопроводы и контрольно-измерительные приборы, полагаются на программу управления целостностью для оценки надежности оборудования и защиты его целостности для безопасной и эффективной эксплуатации. Для мониторинга критически важных компонентов обычно используются различные неразрушающие методы, поскольку понимание правильной металлургии этих компонентов имеет решающее значение для их надежности и безопасной эксплуатации. Использование неправильного типа материала может привести к катастрофическим последствиям.
Проверка некоторых из этих компонентов (таких как мелкие детали или трубопроводные узлы) на содержание углерода и марки материала может быть сложной из-за их геометрии или размеров. Из-за сложности анализа материала эти детали часто исключаются из программы идентификации материалов (PMI). Но нельзя игнорировать критически важные участки, включая основные трубы малого диаметра. Выход из строя небольшого компонента в критически важной системе может иметь те же последствия, что и выход из строя более крупного компонента. Последствия отказа могут быть менее значительными, но могут быть одинаковыми: пожар, простой технологического оборудования и травмы.
Поскольку лазерно-индуцированная спектроскопия пробоя (LIBS) перешла из лабораторных аналитических методов в широкое распространение, возможность проведения 100% необходимого контроля содержания углерода во всех компонентах на месте эксплуатации стала огромным пробелом в отрасли, который недавно был заполнен аналитическими методами. Эта портативная технология позволяет владельцам/операторам надежно и точно проверять эти компоненты на соответствие технологическим требованиям к материалам и предоставляет комплексное решение для проверки материалов на месте, включая анализ содержания углерода.
Рисунок 1. Углеродный анализ сварного шва SciAps Z-902 ER308L шириной ¼ дюйма. Источник: SciAps (Щелкните изображение для увеличения.)
LIBS — это метод светового излучения, использующий импульсный лазер для абляции поверхности материала и создания плазмы. Встроенный спектрометр качественно измеряет свет от плазмы, разделяя отдельные длины волн для определения элементного состава, который затем количественно определяется с помощью встроенной калибровки. Благодаря последним инновациям в портативных анализаторах LIBS, включая очень малые выходные отверстия, можно создать инертную аргоновую атмосферу без герметизации изогнутых поверхностей или мелких деталей, что позволяет специалистам тестировать детали независимо от размера или геометрии. Специалисты подготавливают поверхности, используют внутренние камеры для выбора мест тестирования и анализируют их. Площадь тестирования составляет приблизительно 50 микрон, что позволит специалистам измерять детали любого размера, включая очень мелкие, без необходимости использования адаптеров, сбора стружки или отправки расходных компонентов в лабораторию.
Несколько производителей выпускают коммерчески доступные портативные LIBS-анализаторы. При выборе подходящего анализатора для вашего применения пользователям необходимо помнить, что не все портативные LIBS-анализаторы одинаковы. На рынке представлено несколько моделей LIBS-анализаторов, позволяющих идентифицировать материалы, но не определять содержание углерода. Однако в тех случаях, когда требуется определение класса материала, содержание углерода измеряется, и материал классифицируется на основе его количества. Поэтому содержание углерода имеет решающее значение для комплексной программы управления целостностью.
Рисунок 2. Анализ содержания углерода в машинном винте диаметром 1/4 дюйма, материал 316H, с помощью прибора SciAps Z-902. Источник: SciAps (Щелкните изображение для увеличения.)
Например, углеродистая сталь 1030 обозначается содержанием углерода в материале, причем последние две цифры в названии материала указывают номинальное содержание углерода – 0,30% углерода – это номинальное содержание углерода в углеродистой стали 1030. Это также относится к другим углеродистым сталям, таким как 1040, 1050 и т. д. Или, если вы классифицируете нержавеющую сталь серии 300, содержание углерода является основным элементом, необходимым для определения марки L или H материала, например, 316L или 316H. Если вы не измеряете содержание углерода, вы просто определяете тип материала, а не его марку.
Рисунок 3. Анализ углерода с помощью прибора SciAps Z-902 фитинга 1” s/160 A106 для услуг алкилирования HF. Источник: SciAps (Щелкните изображение, чтобы увеличить).
Анализаторы LIBS, не способные измерять углерод, могут только идентифицировать материалы, подобно рентгенофлуоресцентным приборам (XRF). Однако несколько производителей выпускают портативные анализаторы углерода LIBS, способные измерять содержание углерода. Существуют некоторые принципиальные различия между анализаторами, такие как размер, вес, количество доступных калибровок, интерфейс для образцов на герметичных и негерметичных поверхностях, а также доступ к мелким деталям для анализа. Анализаторы LIBS с небольшими выходными отверстиями не требуют аргоновой герметизации для тестирования и не требуют адаптеров, необходимых для других анализаторов LIBS или устройств OES для тестирования деталей. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет техническим специалистам тестировать любую часть процедуры PMI без использования специальных адаптеров. Пользователям необходимо изучить различные функции анализатора, чтобы определить, может ли прибор удовлетворить потребности предполагаемого применения, особенно если применение требует 100% PMI.
Возможности портативных LIBS-анализаторов меняют подход к управлению полевым анализом. Эти приборы предоставляют владельцу/оператору возможность анализировать поступающие материалы, материалы, находящиеся в эксплуатации/устаревшие, сварные швы, сварочные материалы и любые критически важные компоненты в рамках программы мониторинга состояния оборудования, обеспечивая эффективное и надежное решение для любой программы обеспечения целостности активов. Это экономичное решение, не требующее дополнительных трудозатрат или средств на приобретение расходных деталей или сбор стружки и ее отправку в лабораторию для получения результатов. Эти портативные ручные LIBS-анализаторы предоставляют пользователям дополнительные функции, которых не существовало всего несколько лет назад.
Рисунок 4. Анализ содержания углерода в проволоке SciAps Z-902 1/8 дюйма, материал 316L. Источник: SciAps (Щелкните изображение для увеличения).
Программа обеспечения надежности активов включает в себя комплексную программу проверки материалов, которая теперь полностью внедрена на местах, для проверки соответствия оборудования требованиям и обеспечения безопасной и эффективной работы. Немного изучив подходящий анализатор и поняв область его применения, владельцы/операторы теперь могут надежно анализировать и оценивать любое оборудование в рамках своей программы обеспечения целостности активов, независимо от его геометрии или размера, и получать результаты анализа в режиме реального времени. Критические компоненты малого диаметра теперь могут анализироваться мгновенно, уверенно и точно, предоставляя владельцам/пользователям данные, необходимые для принятия важных решений по защите целостности оборудования.
Эта инновационная технология позволяет владельцам/операторам поддерживать высокий уровень целостности и надежности своего оборудования, восполняя пробелы в анализе углеродных месторождений.
Джеймс Террелл — директор по развитию бизнеса в области неразрушающего контроля в компании SciAps, Inc., производителе портативных рентгенофлуоресцентных и LIBS-анализаторов.
В честь нашего 10-летнего юбилея конференция собрала тысячи участников и сотни экспонентов, чтобы продемонстрировать новейшие технологии, оборудование и продукцию в области сборки. Запишите в свой календарь и запланируйте участие в этом знаменательном событии, где участники смогут открыть для себя новые ресурсы, оценить новейшие технологии и продукты, поучиться у экспертов отрасли и пообщаться с опытными профессионалами.
Отправьте запрос на коммерческое предложение (RFP) выбранному вами поставщику и, нажав кнопку, подробно опишите свои потребности.