Att upprätthålla integriteten hos tryckbärande anordningar är en ständigt pågående verklighet för alla ägare/operatörer. Ägare/operatörer av utrustning som kärl, ugnar, pannor, värmeväxlare, lagringstankar och tillhörande rör och instrument förlitar sig på ett integritetshanteringsprogram för att bedöma utrustningens tillförlitlighet och skydda utrustningens integritet för säker och effektiv drift. Olika icke-förstörande tekniker används ofta för att övervaka kritiska komponenter, eftersom det är avgörande för deras tillförlitlighet och säkra drift att förstå korrekt metallurgi hos dessa komponenter. Att använda fel typ av material kan få katastrofala resultat.
Att testa vissa av dessa komponenter (såsom små delar eller rörledningar) för kolanalys och materialkvaliteter kan vara utmanande på grund av geometri eller storlek. På grund av svårigheten att analysera materialet utesluts dessa delar ofta från programmet för positiv materialidentifiering (PMI). Men man kan helt enkelt inte ignorera några kritiska sektioner, inklusive de viktigaste rören med liten diameter. En mindre komponent som går sönder i ett kritiskt system kan ha samma inverkan som ett större komponentfel. Konsekvenserna av ett fel kan vara mindre, men konsekvenserna kan vara desamma: brand, driftstopp i processanläggningen och skador.
I takt med att laserinducerad nedbrytningsspektroskopi (LIBS) har gått från laboratorieanalysmetoder till att bli allt vanligare, är möjligheten att utföra 100 % av den nödvändiga koldioxidtestningen av alla komponenter inom området ett stort gap i branschen som nyligen har fyllts med analytiska tekniker. Denna handhållna teknik gör det möjligt för ägare/operatörer att tillförlitligt och noggrant testa dessa komponenter för att säkerställa att materialprocesserna överensstämmer och ger en omfattande lösning för materialverifiering på plats, inklusive koldioxidanalys.
Figur 1. Kolanalys av SciAps Z-902 ER308L-svets ¼” bred Källa: SciAps (Klicka på bilden för att förstora.)
LIBS är en ljusemissionsteknik som använder en pulserad laser för att ablatera ytan på ett material och skapa ett plasma. Den inbyggda spektrometern mäter kvalitativt ljuset från plasmat och separerar de individuella våglängderna för att avslöja elementinnehållet, vilket sedan kvantifieras genom inbyggd kalibrering. Med de senaste innovationerna inom handhållna LIBS-analysatorer, inklusive mycket små utgångsöppningar, kan en inert argonatmosfär uppnås utan att försegla böjda ytor eller små delar, vilket gör det möjligt för tekniker att testa delar oavsett storlek eller geometri. Tekniker förbereder ytor, använder interna kameror för att rikta in sig på testplatser och analysera dem. Testområdet är cirka 50 mikron, vilket gör det möjligt för tekniker att mäta delar av alla storlekar, inklusive mycket små delar, utan behov av adaptrar, insamling av spån eller att skicka offerkomponenter till labbet.
Flera tillverkare producerar kommersiellt tillgängliga handhållna LIBS-analysatorer. När man letar efter rätt analysator för sin applikation måste användare komma ihåg att inte alla handhållna LIBS-analysatorer är skapade lika. Det finns flera modeller av LIBS-analysatorer på marknaden som möjliggör materialidentifiering, men inte kolhalt. I applikationer där materialkvaliteter krävs mäts dock kol och materialet graderas baserat på mängden kol. Därför är kol avgörande för ett omfattande integritetshanteringsprogram.
Figur 2. SciAps Z-902 kolanalys av 1/4-tums maskinskruv, 316H-material. Källa: SciAps (Klicka på bilden för att förstora.)
Till exempel identifieras 1030 kolstål av kolhalten i materialet, och de två sista siffrorna i materialnamnet identifierar den nominella kolhalten – 0,30 % kol är den nominella kolhalten i 1030 kolstål. Detta gäller även andra kolstål som 1040, 1050 kolstål etc. Eller om du graderar rostfritt stål i 300-serien är kolhalten det grundläggande element som krävs för att identifiera L- eller H-kvaliteten för ett material, till exempel 316L- eller 316H-material. Om du inte mäter kol identifierar du bara materialtypen och inte materialkvaliteten.
Figur 3. SciAps Z-902 Kolanalys av 1” s/160 A106-koppling för HF-alkyleringstjänster Källa: SciAps (Klicka på bilden för att förstora.)
LIBS-analysatorer utan möjlighet att mäta kol kan bara identifiera material, liknande röntgenfluorescensinstrument (XRF). Flera tillverkare producerar dock handhållna LIBS-kolandalysatorer som kan mäta kolinnehåll. Det finns några grundläggande skillnader mellan analysatorer, såsom storlek, vikt, antal tillgängliga kalibreringar, provgränssnitt för förseglade kontra icke-förseglade ytor och åtkomst till små delar för analys. LIBS-analysatorer med små utgångshål kräver inte en argontätning för testning och kräver inte widgetadaptrar som krävs av andra LIBS-analysatorer eller OES-enheter för att testa widgetar. Fördelen med denna teknik är att den gör det möjligt för tekniker att testa vilken del som helst av PMI-proceduren utan att använda specialadaptrar. Användare behöver studera analysatorns olika funktioner för att avgöra om instrumentet kan uppfylla behoven hos den avsedda applikationen, särskilt om applikationen kräver 100 % PMI.
Funktionerna hos handhållna LIBS-instrument förändrar hur fältanalys hanteras. Dessa instrument ger ägaren/operatören ett sätt att analysera inkommande material, PMI-material i bruk/vintage, svetsar, svetsförbrukningsmaterial och alla kritiska komponenter i deras PMI-program, vilket ger en effektiv och tillförlitlig lösning för alla program för tillgångsintegritet. En kostnadseffektiv lösning utan extra arbete eller kostnader för att köpa offerdelar eller samla in spån och skicka dem till labbet och vänta på resultat. Dessa bärbara, handhållna LIBS-analysatorer ger användarna ytterligare funktioner som inte fanns för bara några år sedan.
Figur 4. Kolanalys av SciAps Z-902 1/8” tråd, 316L Materialkälla: SciAps (Klicka på bilden för att förstora.)
Asset Reliability inkluderar ett omfattande materialverifieringsprogram, nu fullt implementerat i fält, för att verifiera utrustningens överensstämmelse och säker och effektiv drift. Med lite research om rätt analysator och förståelse för applikationen kan ägare/operatörer nu tillförlitligt analysera och gradera all utrustning i sitt tillgångsintegritetsprogram, oavsett geometri eller storlek, och få realtidsanalys. Kritiska komponenter med liten diameter kan nu analyseras direkt, säkert och korrekt, vilket ger ägare/användare de data som krävs för att fatta kritiska beslut för att skydda utrustningens integritet.
Denna innovativa teknik gör det möjligt för ägare/operatörer att upprätthålla en hög grad av integritet och tillförlitlighet hos sin utrustning genom att fylla luckor i kolfältanalyser.
James Terrell är chef för affärsutveckling – NDT på SciAps, Inc., en tillverkare av handhållna XRF- och LIBS-analysatorer.
För att fira vårt 10-årsjubileum samlade konferensen tusentals deltagare och hundratals utställare för att visa upp det senaste inom monteringsteknik, utrustning och produkter. Markera i kalendern och planera att vara en del av detta milstolpsevenemang, där deltagarna kommer att upptäcka nya resurser, utvärdera den senaste tekniken och produkterna, lära sig av branschexperter och få kontakt med erfarna yrkesverksamma.
Skicka in en offertförfrågan (RFP) till en leverantör du väljer och klicka på en knapp som beskriver dina behov