Việc duy trì tính toàn vẹn của thiết bị chịu áp lực là một thực tế thường trực đối với bất kỳ chủ sở hữu/người vận hành nào. Chủ sở hữu/người vận hành các thiết bị như bình chứa, lò nung, nồi hơi, bộ trao đổi nhiệt, bể chứa và hệ thống đường ống, thiết bị đo lường liên quan đều dựa vào chương trình quản lý tính toàn vẹn để đánh giá độ tin cậy của thiết bị và bảo vệ tính toàn vẹn của thiết bị nhằm đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Nhiều kỹ thuật không phá hủy thường được sử dụng để giám sát các bộ phận quan trọng, vì việc hiểu rõ thành phần kim loại chính xác của các bộ phận này là rất quan trọng đối với độ tin cậy và hoạt động an toàn của chúng. Sử dụng sai loại vật liệu có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc.
Việc kiểm tra một số bộ phận này (chẳng hạn như các chi tiết nhỏ hoặc cụm đường ống) về phân tích carbon và cấp độ vật liệu có thể gặp khó khăn do hình dạng hoặc kích thước. Do khó khăn trong việc phân tích vật liệu, các bộ phận này thường bị loại trừ khỏi chương trình Nhận dạng Vật liệu Tích cực (PMI). Nhưng bạn không thể bỏ qua bất kỳ phần quan trọng nào, bao gồm cả các đường ống chính có đường kính nhỏ. Một bộ phận nhỏ bị hỏng trong một hệ thống quan trọng có thể gây ra tác động tương tự như sự hỏng hóc của một bộ phận lớn hơn. Hậu quả của sự hỏng hóc có thể nhỏ hơn, nhưng hậu quả có thể giống nhau: hỏa hoạn, thời gian ngừng hoạt động của nhà máy và thương tích.
Khi phương pháp quang phổ phân tích bằng tia laser (LIBS) chuyển từ phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm sang ứng dụng rộng rãi, khả năng thực hiện 100% các thử nghiệm carbon cần thiết cho tất cả các thành phần tại hiện trường là một khoảng trống lớn trong ngành công nghiệp, và gần đây đã được lấp đầy bởi các kỹ thuật phân tích. Công nghệ cầm tay này cho phép chủ sở hữu/người vận hành kiểm tra các thành phần này một cách đáng tin cậy và chính xác để đảm bảo tuân thủ quy trình vật liệu và cung cấp một giải pháp toàn diện cho việc xác minh vật liệu tại chỗ, bao gồm cả phân tích carbon.
Hình 1. Phân tích cacbon của mối hàn SciAps Z-902 ER308L rộng ¼ inch. Nguồn: SciAps (Nhấp vào hình ảnh để phóng to.)
LIBS là kỹ thuật phát xạ ánh sáng sử dụng tia laser xung để làm bay hơi bề mặt vật liệu và tạo ra plasma. Máy quang phổ tích hợp sẽ đo định tính ánh sáng từ plasma, tách các bước sóng riêng lẻ để tiết lộ thành phần nguyên tố, sau đó được định lượng bằng hiệu chuẩn tích hợp. Với những cải tiến mới nhất trong các máy phân tích LIBS cầm tay, bao gồm cả các lỗ thoát rất nhỏ, có thể tạo ra môi trường khí argon trơ mà không cần bịt kín các bề mặt cong hoặc các bộ phận nhỏ, cho phép kỹ thuật viên kiểm tra các bộ phận bất kể kích thước hoặc hình dạng. Kỹ thuật viên chuẩn bị bề mặt, sử dụng camera bên trong để nhắm mục tiêu các vị trí kiểm tra và phân tích chúng. Vùng kiểm tra có kích thước xấp xỉ 50 micron, cho phép kỹ thuật viên đo các bộ phận có kích thước bất kỳ, bao gồm cả các bộ phận rất nhỏ, mà không cần bộ chuyển đổi, thu gom vụn vật liệu hoặc gửi các bộ phận dùng thử đến phòng thí nghiệm.
Nhiều nhà sản xuất sản xuất các máy phân tích LIBS cầm tay có bán trên thị trường. Khi tìm kiếm máy phân tích phù hợp cho ứng dụng của mình, người dùng cần lưu ý rằng không phải tất cả các máy phân tích LIBS cầm tay đều giống nhau. Có một số mẫu máy phân tích LIBS trên thị trường cho phép nhận dạng vật liệu, nhưng không cho phép đo hàm lượng carbon. Tuy nhiên, trong các ứng dụng yêu cầu phân loại vật liệu, hàm lượng carbon được đo và vật liệu được phân loại dựa trên lượng carbon. Do đó, carbon rất quan trọng đối với một chương trình quản lý tính toàn vẹn toàn diện.
Hình 2. Phân tích cacbon bằng máy SciAps Z-902 của vít máy 1/4 inch, vật liệu 316H. Nguồn: SciAps (Nhấp vào hình ảnh để phóng to.)
Ví dụ, thép cacbon 1030 được xác định bằng hàm lượng cacbon trong vật liệu, và hai số cuối trong tên vật liệu xác định hàm lượng cacbon danh nghĩa – 0,30% cacbon là hàm lượng cacbon danh nghĩa trong thép cacbon 1030. Điều này cũng áp dụng cho các loại thép cacbon khác như 1040, 1050, v.v. Hoặc nếu bạn đang phân loại thép không gỉ dòng 300, hàm lượng cacbon là yếu tố cơ bản cần thiết để xác định cấp độ L hoặc H của vật liệu, chẳng hạn như vật liệu 316L hoặc 316H. Nếu bạn không đo hàm lượng cacbon, bạn chỉ đang xác định loại vật liệu chứ không phải cấp độ vật liệu.
Hình 3. Phân tích cacbon SciAps Z-902 của mẫu 1” s/160 A106 phù hợp với dịch vụ alkyl hóa HF. Nguồn: SciAps (Nhấp vào hình ảnh để phóng to.)
Các máy phân tích LIBS không có khả năng đo carbon chỉ có thể xác định vật liệu, tương tự như các thiết bị huỳnh quang tia X (XRF). Tuy nhiên, một số nhà sản xuất sản xuất máy phân tích carbon LIBS cầm tay có khả năng đo hàm lượng carbon. Có một số khác biệt cơ bản giữa các máy phân tích như kích thước, trọng lượng, số lượng hiệu chuẩn có sẵn, giao diện mẫu cho bề mặt kín so với bề mặt không kín và khả năng tiếp cận các bộ phận nhỏ để phân tích. Máy phân tích LIBS có lỗ thoát nhỏ không cần niêm phong argon để thử nghiệm và không cần bộ chuyển đổi widget như các máy phân tích LIBS khác hoặc thiết bị OES để thử nghiệm widget. Ưu điểm của kỹ thuật này là cho phép kỹ thuật viên kiểm tra bất kỳ phần nào của quy trình PMI mà không cần sử dụng bộ chuyển đổi đặc biệt. Người dùng cần nghiên cứu các chức năng khác nhau của máy phân tích để xác định xem thiết bị có đáp ứng được nhu cầu của ứng dụng dự định hay không, đặc biệt nếu ứng dụng yêu cầu 100% PMI.
Khả năng của các thiết bị LIBS cầm tay đang thay đổi cách thức quản lý phân tích tại hiện trường. Những thiết bị này cung cấp cho chủ sở hữu/người vận hành phương tiện để phân tích vật liệu đầu vào, vật liệu PMI đang sử dụng/cũ, mối hàn, vật liệu tiêu hao hàn và bất kỳ thành phần quan trọng nào trong chương trình PMI của họ, cung cấp một giải pháp hiệu quả và đáng tin cậy cho bất kỳ chương trình toàn vẹn tài sản nào. Một giải pháp tiết kiệm chi phí mà không cần thêm nhân công hoặc chi phí mua các bộ phận dùng thử hoặc thu thập vụn vật liệu và gửi chúng đến phòng thí nghiệm và chờ kết quả. Những máy phân tích LIBS cầm tay, di động này cung cấp cho người dùng các chức năng bổ sung mà trước đây chưa từng có.
Hình 4. Phân tích cacbon của dây thép SciAps Z-902 1/8”, vật liệu 316L. Nguồn: SciAps (Nhấp vào hình ảnh để phóng to.)
Chương trình Đảm bảo Độ tin cậy Tài sản bao gồm một chương trình kiểm tra vật liệu toàn diện, hiện đã được triển khai đầy đủ trên thực địa, để xác minh sự tuân thủ của thiết bị và hoạt động an toàn, hiệu quả. Chỉ cần nghiên cứu một chút về máy phân tích phù hợp và hiểu rõ ứng dụng, chủ sở hữu/người vận hành giờ đây có thể phân tích và đánh giá một cách đáng tin cậy bất kỳ thiết bị nào trong chương trình đảm bảo tính toàn vẹn tài sản của họ, bất kể hình dạng hay kích thước, và nhận được kết quả phân tích theo thời gian thực. Các bộ phận có đường kính nhỏ quan trọng giờ đây có thể được phân tích ngay lập tức, một cách tự tin và chính xác, cung cấp cho chủ sở hữu/người sử dụng dữ liệu cần thiết để đưa ra các quyết định quan trọng nhằm bảo vệ tính toàn vẹn của thiết bị.
Công nghệ tiên tiến này cho phép chủ sở hữu/người vận hành duy trì mức độ toàn vẹn và độ tin cậy cao của thiết bị bằng cách lấp đầy những khoảng trống trong phân tích hiện trường carbon.
James Terrell là Giám đốc Phát triển Kinh doanh – NDT tại SciAps, Inc., một nhà sản xuất máy phân tích XRF và LIBS cầm tay.
Để kỷ niệm 10 năm thành lập, hội nghị đã thu hút hàng ngàn người tham dự và hàng trăm nhà triển lãm để giới thiệu những công nghệ, thiết bị và sản phẩm lắp ráp mới nhất. Hãy đánh dấu vào lịch của bạn và lên kế hoạch tham gia sự kiện mang tính bước ngoặt này, nơi người tham dự sẽ khám phá các nguồn tài nguyên mới, đánh giá các công nghệ và sản phẩm mới nhất, học hỏi từ các chuyên gia trong ngành và kết nối với các chuyên gia giàu kinh nghiệm.
Gửi yêu cầu đề xuất (RFP) đến nhà cung cấp mà bạn lựa chọn và nhấp vào nút để nêu chi tiết nhu cầu của bạn.