Tìm hiểu các công nghệ xác minh hợp kim mới nhất để sản xuất và chế tạo ống
Công nghệ ID kim loại hiện đại giúp các nhà sản xuất tuân thủ các thông số kỹ thuật của vật liệu, giảm thiểu rủi ro
Ngay cả khi nhà sản xuất hoặc chế tạo ống và ống lấy nguyên liệu từ một nguồn đáng tin cậy, việc xác minh hợp kim kim loại bằng cách sử dụng các công nghệ như LIBS, OES và XRF là một ý tưởng hay để ngăn ngừa sự trộn lẫn vật liệu.
Những tiến bộ trong công nghệ làm cho nhiều công cụ nhỏ hơn, nhanh hơn và dễ sử dụng hơn, và hiện nay cũng có thể nói điều tương tự đối với các dụng cụ xác định vật liệu được sử dụng trong sản xuất và chế tạo ống và ống. Quang phổ phát xạ quang di động (OES), huỳnh quang tia X cầm tay (XRF) và quang phổ đánh thủng bằng tia laser cầm tay (LIBS) cầm tay là tất cả các ví dụ về các thiết bị cầm tay được trang bị sức mạnh để tiến hành phân tích cấp phòng thí nghiệm tại hiện trường . Máy phân tích nguyên tố cầm tay cho phép người dùng kiểm tra vật liệu trong cửa hàng chỉ trong vài giây để xác định thành phần nguyên tố của chúng, xác minh rằng kim loại được sử dụng trong sản xuất đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết.
Khả năng xác định vật liệu tích cực (PMI) giúp giảm thiểu rủi ro và cải thiện năng suất, nhưng có thể khó xác định một trong ba kỹ thuật phân tích này là tốt nhất cho các nhà sản xuất và chế tạo ống và ống. Tổng quan về cách hoạt động của OES, XRF và LIBS cũng như những lợi ích mà chúng mang lại cho các nhà sản xuất ống và ống, có thể giúp bạn đầu tư thiết bị một cách lâu dài.
Cách chúng hoạt động
Một thử nghiệm không phá hủy, XRF chiếu xạ mẫu cần thử nghiệm bằng tia X năng lượng cao được tạo ra bởi một ống tia X thu nhỏ trong thiết bị. Điều này làm cho các nguyên tử trong mẫu phát ra tia X thứ cấp (hoặc huỳnh quang) duy nhất đối với các nguyên tố có trong mẫu. Máy dò dụng cụ đo và phân tích các tia X thứ cấp đặc trưng này để xác định danh tính hóa học và nồng độ của chúng trong kim loại được thử nghiệm. Khả năng này làm cho XRF hữu ích cho cả phân tích định tính và định lượng thành phần vật liệu.
Thay vì phát ra tia X như máy phân tích XRF, thiết bị OES gửi một xung điện cao áp để kích thích các nguyên tử trong mẫu. Sau đó, mẫu phóng ra tia lửa hồ quang có thể được đo và phân tích bằng máy đo phổ trong đơn vị OES. Từ đó, hệ thống OES xác định thành phần hóa học của mẫu được kiểm tra.
Máy phân tích LIBS mài mòn bề mặt của mẫu bằng tia laser hội tụ cao, tia laser này tạo ra plasma bao gồm các nguyên tử và ion được kích thích điện tử. Các nguyên tử này bắt đầu phân rã về trạng thái cơ bản của chúng và phát ra các bước sóng ánh sáng, duy nhất cho từng nguyên tố, được phân tích bởi một quang phổ kế trong thiết bị LIBS. Như với XRF, phân tích LIBS có thể được sử dụng cho cả phép đo định lượng và định tính.
Trong số ba, XRF là XRF duy nhất được phân loại là không phá hủy; OES và LIBS có khả năng phá hủy tối thiểu ở chỗ chúng để lại vết cháy nhỏ trên mẫu.
Cân nhắc về năng suất
Các cân nhắc cần ghi nhớ khi chọn máy phân tích nguyên tố bao gồm tính di động, tốc độ đo và tính dễ sử dụng.
Tính di động có thể có tác động đáng kể đến năng suất. Cả LIBS và XRF đều có sẵn ở dạng máy phân tích cầm tay, nhẹ, với một số đơn vị LIBS nặng tới 6 pound. Điều này có nghĩa là phân tích có thể được tiến hành ở bất cứ đâu trong nhà máy hoặc nhà kho, cũng như ở những khu vực khó tiếp cận trên thực địa. Một OES di động có thể nặng tới 80 pound và cần có xe đẩy.
Các yếu tố góp phần vào tốc độ và tính dễ sử dụng bao gồm:
• Chuẩn bị mẫu – Cả OES di động và LIBS thường yêu cầu chuẩn bị mẫu vì ngay cả một lượng nhỏ chất gây ô nhiễm như dầu mỡ, sơn và quá trình oxy hóa cũng có thể dẫn đến kết quả không đáng tin cậy. Chuẩn bị mẫu bao gồm làm sạch và mài một inch vuông diện tích thử nghiệm trên kim loại. XRF hiếm khi yêu cầu chuẩn bị mẫu.
• Thiết lập dụng cụ – XRF là công nghệ ngắm và chụp không yêu cầu thiết lập hàng ngày. Thiết lập hàng ngày LIBS tương đối tối thiểu, yêu cầu quy trình hai bước mất khoảng 10 phút. Quá trình thiết lập OES hàng ngày cần một số bước và từ 15 đến 20 phút để hoàn thành và cả hai thiết bị đều yêu cầu vệ sinh thường xuyên.
• Tốc độ phân tích – Tùy thuộc vào vật liệu được kiểm tra, các máy phân tích LIBS và OES tiên tiến có thể kiểm tra hầu hết các mẫu trong khoảng 10 giây. Điều này bao gồm vật liệu mà hàm lượng carbon được quan tâm. Một máy phân tích XRF, đối với hầu hết các vật liệu, có thể xác định và cung cấp hóa học của nhiều loại hợp kim trong vòng 3 đến 5 giây. Tuy nhiên, điều này không bao gồm phân tích carbon, và thời gian phân tích có thể tăng lên một chút nếu có mặt các nguyên tố nhẹ khác trong hợp kim. Một vài giây có vẻ không phải là nhiều thời gian, nhưng số giây cộng lại nhanh chóng trong các tình huống có thể yêu cầu một số lần đọc trung bình hoặc khi một số mẫu được phân tích. Do đó, việc lựa chọn công nghệ phù hợp là quan trọng đối với bất kỳ ứng dụng nào trong đó thông lượng cao hơn là mục tiêu.
Cân nhắc vật liệu
Các nhà sản xuất và chế tạo ống và ống dẫn nên xem xét nhiều hơn năng suất khi chọn một máy phân tích nguyên tố. Ba công nghệ khác nhau về khả năng phân tích của chúng, vì vậy điều quan trọng là phải phù hợp với khả năng của vật liệu được kiểm tra.
LIBS và OES đều hữu ích để phân biệt giữa các hợp kim và định lượng nồng độ cacbon trong thép hợp kim thấp, thép cacbon và thép không gỉ. Điều này bao gồm hàm lượng carbon thấp của thép không gỉ cấp L.
XRF cung cấp khả năng xác minh cấp và hóa học nhanh chóng đối với nguyên liệu thô đầu vào và sản phẩm cuối cùng, đồng thời nó có thể được sử dụng để phân tích thành phần và đo độ dày của lớp phủ hợp kim. Ví dụ, trong trường hợp ống thép, một lớp phủ có thể được áp dụng để ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình bảo quản và vận chuyển hoặc để dễ thi công sơn. Khả năng phân tích các lớp phủ giúp đảm bảo kiểm soát chất lượng và giảm lãng phí lớp phủ.
Thông thường, cả XRF và LIBS có thể được yêu cầu để tiến hành kiểm tra chất lượng kỹ lưỡng của các sản phẩm cuối cùng. Các thiết bị bổ sung này có thể được sử dụng trong suốt quá trình sản xuất, từ kiểm tra nguyên liệu đầu vào đến đảm bảo chất lượng đầu ra hoặc kiểm tra chất lượng trên các ống, ống dẫn và cụm thành phẩm.
Tin tưởng nhưng xác minh
Khi ngành công nghiệp tiếp tục toàn cầu hóa, nhiều nhà sản xuất và chế tạo ống và ống đang tăng cường mua nguyên liệu từ nước ngoài, và những nhà sản xuất này có thể bao gồm các nhà cung cấp mới mà họ chưa từng làm việc trước đây. Thật không may, các báo cáo thử nghiệm vật liệu có thể không phải lúc nào cũng chính xác, vì vậy cần phải có phương pháp xác minh nhưng tin cậy để xác nhận cấu trúc của vật liệu mà nhà cung cấp gửi đến. Đây là lúc công nghệ phân tích phát huy tác dụng.
Các nhà cung cấp thiếu kinh nghiệm hoặc không đáng tin cậy có thể cố gắng cắt giảm chi phí bằng cách không thực hiện PMI nội bộ hoặc họ có thể không sử dụng phòng thí nghiệm kiểm tra bên ngoài để xác minh nguyên liệu mà họ vận chuyển. Hậu quả của việc trộn lẫn nguyên liệu có thể từ sự từ chối của người dùng cuối đến sự thất bại thảm hại có thể dẫn đến thương tích hoặc thậm chí tử vong. Ví dụ: sử dụng vật liệu phụ trong một ứng dụng quan trọng, chẳng hạn như động cơ máy bay, sẽ khiến sự an toàn của mọi người trên máy bay gặp rủi ro. Bằng cách thực hiện trách nhiệm giải trình trong việc thực hiện PMI tại chỗ, các nhà sản xuất và chế tạo ống và ống có thể đi một chặng đường dài trong việc bảo vệ danh tiếng và doanh nghiệp của họ. Việc sử dụng phân tích nguyên tố để sớm phát hiện ra các vấn đề sẽ ngăn ngừa được vấn đề tốn kém khi xác định rằng hàng hóa đã được phát triển không theo quy cách sau khi tăng thêm giá trị trong quá trình sản xuất. Thông thường,
Xác minh vật chất không chỉ dừng lại ở việc kiểm tra đầu vào. Người giám sát và người quản lý kiểm soát chất lượng phải đảm bảo rằng các nguyên vật liệu chính xác được sử dụng trong suốt quá trình sản xuất, do đó, thực tiễn tốt nhất là yêu cầu PMI ở mỗi giai đoạn sản xuất. Sự tuân thủ tối đa sử dụng một quy trình kiểm tra theo suốt bộ phận, lắp ráp hoặc thiết bị trong suốt quá trình sản xuất cho đến xác nhận cuối cùng.
Đối với các thành phần quan trọng, PMI phải là bước đầu tiên khi nhận hàng và việc kiểm tra phải được tiếp tục cho đến khi lắp đặt. Đối với các cài đặt trước quy trình kiểm tra (ví dụ: nhà máy lọc dầu 30 năm tuổi), việc thực hiện xác nhận kỹ lưỡng có thể yêu cầu tắt máy để xác minh tính toàn vẹn của các thành phần và cụm lắp ráp không trải qua thử nghiệm đầy đủ trước khi chúng được lắp đặt. Việc sử dụng toàn diện công nghệ PMI ngày nay có thể ngăn chặn một bước tiến mạnh mẽ như vậy trong tương lai.
0247.303.8678
