小さな部品のカーボンを分析してグレード付け

圧力機器の完全性を維持することは、所有者/オペレーターにとって継続的な現実です。 容器、炉、ボイラー、熱交換器、タンク、関連する配管や計器などの機器の所有者/オペレーターは、信頼性を評価し、安全で効率的な操作のために機器の完全性を保護するように設計された完全性管理プログラムに依存しています。 これらのコンポーネントの信頼性と安全な操作には、これらのコンポーネントの正しい冶金を理解することが重要であるため、重要なコンポーネントを監視するためにさまざまな非破壊技術がよく使用されます。 間違った種類の材料を使用すると、壊滅的な結果につながる可能性があります。

これらのコンポーネントの一部 (たとえば、小さな部品や配管コンポーネント) の炭素分析や材料グレードのテストは、形状やサイズが原因で困難な場合があります。 これらの部品は、材料の分析が難しいため、ポジティブ材料識別 (PMI) プログラムから除外されることがよくあります。 しかし、一次小口径配管などの重要な部品を無視することはできません。 重要なシステムで小さなコンポーネントが故障すると、より大きなコンポーネントが故障したのと同じ影響が生じます。 障害の影響は小さいかもしれませんが、火災、プロセスユニットのシャットダウン、負傷などの結果は同じになる可能性があります。

現場ですべてのコンポーネントの 100% に対して必要な炭素試験を実行できる能力は、レーザー誘起破壊分光法 (LIBS) が実験室分析手法から主流の分野に移行したことにより、最近埋められた業界の大きな空白です。分析技術。 このハンドヘルド技術により、所有者/オペレーターはこれらのコンポーネントを材料プロセスに準拠しているかどうか確実かつ正確にテストすることができ、炭素分析を含む現場での材料検証のための包括的なソリューションを提供します。

図1SciAps Z-902 幅 1/4 インチの ER308L 溶接部の炭素分析 出典: SciAps (画像をクリックすると拡大します。)

LIBS は、パルスレーザーを利用して材料の表面をアブレーションし、プラズマを生成する光放射技術です。 搭載された分光計はプラズマからの光の定性測定を実行し、個々の波長を分離して元素含有量を明らかにし、その後搭載されたキャリブレーションで定量化されます。 非常に小さな出口開口部を備えたハンドヘルド LIBS 分析装置の最近の技術革新により、曲面や小さな部品にシールを必要とせずに不活性アルゴン雰囲気が実現され、技術者はサイズや形状に関係なく部品をテストできるようになります。 技術者は表面を準備し、内部カメラを使用してテスト場所に整列し、分析を実行します。 テスト領域の寸法が約 50 ミクロンであるため、技術者は非常に小さな部品を含むあらゆるサイズの部品をアダプタなしで測定したり、削りくずを収集したり、実験室に犠牲部品を送ったりすることができます。

市販されているハンドヘルド LIBS アナライザを製造するメーカーがいくつかあります。 アプリケーションに適したアナライザーを探すとき、ユーザーはすべてのハンドヘルド LIBS アナライザーが同じではないことに留意する必要があります。 市販されている LIBS 分析装置のいくつかのモデルは材料識別を実行できますが、炭素含有量は含まれていません。 ただし、材料のグレードを特定する必要がある用途では、炭素が測定され、炭素の量に応じて材料のグレードが決まります。 したがって、炭素は包括的な完全性管理プログラムに不可欠です。

図2 SciAps Z-902 1/4 インチ小ねじ、316H 材質の炭素分析。 出典: SciAps (画像をクリックすると拡大します。)

たとえば、1030 炭素鋼は材料内の炭素量によって識別され、この材料名の最後の 2 つの数字は公称炭素含有量を示します。つまり、0.30 パーセントの炭素含有量が 1030 炭素鋼の公称炭素量です。 これは、1040、1050 炭素鋼などの他の炭素鋼にも当てはまります。または、300 シリーズ ステンレス鋼をグレーディングしている場合、炭素含有量は、316L または 316H 材料などの材料の L または H グレードを識別するために必要な必須要素です。 。 炭素を測定しないと、材料のグレードではなく、材料の種類が特定されるだけになります。