Manter a integridade dos equipos a presión é unha realidade continua para calquera propietario/operador. Os propietarios/operadores de equipos como recipientes, fornos, caldeiras, intercambiadores, tanques de almacenamento e tubaxes e instrumentación asociadas dependen dun programa de xestión da integridade para avaliar a fiabilidade dos equipos e protexer a integridade dos equipos para un funcionamento seguro e eficiente. Varias técnicas non destrutivas úsanse habitualmente para monitorizar os compoñentes críticos, xa que comprender a metalurxia correcta destes compoñentes é fundamental para a súa fiabilidade e funcionamento seguro. Empregar o tipo de material incorrecto pode ter resultados desastrosos.
Probar algúns destes compoñentes (como pezas pequenas ou conxuntos de tubaxes) para a análise de carbono e as cualificacións de materiais pode ser complexo debido á xeometría ou ao tamaño. Debido á dificultade de analizar o material, estas pezas adoitan excluírse do programa de Identificación Positiva de Materiais (PMI). Pero simplemente non se pode ignorar ningunha sección crítica, incluídas as principais tubaxes de pequeno calibre. Un compoñente máis pequeno que falla nun sistema crítico pode ter o mesmo impacto que a falla dun compoñente máis grande. As consecuencias dunha falla poden ser menores, pero as consecuencias poden ser as mesmas: incendio, tempo de inactividade da planta de proceso e lesións.
A medida que a espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) pasou dos métodos analíticos de laboratorio á corrente principal, a capacidade de realizar o 100 % das probas de carbono requiridas de todos os compoñentes no campo supón unha enorme lagoa na industria que recentemente se cubriu con técnicas analíticas. Esta tecnoloxía portátil permite aos propietarios/operadores probar de forma fiable e precisa estes compoñentes para comprobar o cumprimento do proceso de fabricación e proporciona unha solución integral para a verificación de materiais in situ, incluída a análise de carbono.
Figura 1. Análise de carbono da soldadura SciAps Z-902 ER308L de ¼” de ancho Fonte: SciAps (Faga clic na imaxe para ampliala).
LIBS é unha técnica de emisión de luz que emprega un láser pulsado para ablacionar a superficie dun material e crear un plasma. O espectrómetro integrado mide cualitativamente a luz do plasma, separando as lonxitudes de onda individuais para revelar o contido elemental, que logo se cuantifica mediante a calibración integrada. Coas últimas innovacións en analizadores LIBS portátiles, incluíndo aberturas de saída moi pequenas, pódese conseguir unha atmosfera de argón inerte sen selar superficies curvas ou pezas pequenas, o que permite aos técnicos probar pezas independentemente do tamaño ou a xeometría. Os técnicos preparan as superficies, usan cámaras internas para localizar as localizacións de proba e analizalas. A área de proba é de aproximadamente 50 micras, o que permitirá aos técnicos medir pezas de calquera tamaño, incluídas pezas moi pequenas, sen necesidade de adaptadores, recollida de virutas ou envío de compoñentes de sacrificio ao laboratorio.
Varios fabricantes producen analizadores LIBS portátiles dispoñibles comercialmente. Ao buscar o analizador axeitado para a súa aplicación, os usuarios deben ter en conta que non todos os analizadores LIBS portátiles son iguais. Hai varios modelos de analizadores LIBS no mercado que permiten a identificación do material, pero non o contido de carbono. Non obstante, en aplicacións onde se requiren cualificacións de materiais, o carbono mídese e o material clasifícase en función da cantidade de carbono. Polo tanto, o carbono é fundamental para un programa integral de xestión da integridade.
Figura 2. Análise de carbono SciAps Z-902 dun parafuso de máquina de 1/4 de polgada, material 316H. Fonte: SciAps (Faga clic na imaxe para ampliala).
Por exemplo, o aceiro ao carbono 1030 identifícase polo contido de carbono do material e os dous últimos números do nome do material identifican o contido nominal de carbono: o 0,30 % de carbono é o carbono nominal no aceiro ao carbono 1030. Isto tamén se aplica a outros aceiros ao carbono como o 1040, o aceiro ao carbono 1050, etc. Ou, se se está a clasificar o aceiro inoxidable da serie 300, o contido de carbono é o elemento básico necesario para identificar o grao L ou H dun material, como o material 316L ou 316H. Se non se mide o carbono, só se está a identificar o tipo de material e non o grao do material.
Figura 3. Análise de carbono SciAps Z-902 dun axuste de A106 de 1” s/160 para servizos de alquilación de HF Fonte: SciAps (Faga clic na imaxe para ampliala).
Os analizadores LIBS sen capacidade para medir carbono só poden identificar materiais, de xeito similar aos instrumentos de fluorescencia de raios X (XRF). Non obstante, varios fabricantes producen analizadores de carbono LIBS portátiles capaces de medir o contido de carbono. Existen algunhas diferenzas fundamentais dentro dos analizadores, como o tamaño, o peso, o número de calibracións dispoñibles, a interface de mostra para superficies seladas fronte a superficies non seladas e o acceso a pezas pequenas para a análise. Os analizadores LIBS con orificios de saída pequenos non requiren un selo de argon para as probas e non requiren adaptadores de widget que requiren outros analizadores LIBS ou unidades OES para probar widgets. A vantaxe desta técnica é que permite aos técnicos probar calquera parte do procedemento PMI sen o uso de adaptadores especiais. Os usuarios deben estudar as diversas funcións do analizador para determinar se o instrumento pode satisfacer as necesidades da aplicación prevista, especialmente se a aplicación require un 100 % de PMI.
As capacidades dos instrumentos LIBS portátiles están a cambiar a forma en que se xestiona a análise de campo. Estes instrumentos proporcionan ao propietario/operador un medio para analizar material entrante, material PMI en servizo/vintage, soldaduras, consumibles de soldadura e calquera compoñente crítico no seu programa PMI, proporcionando unha solución eficiente e fiable para calquera programa de integridade de activos. Unha solución rendible sen a man de obra ou o custo adicional de comprar pezas de sacrificio ou recoller virutas e envialas ao laboratorio e esperar os resultados. Estes analizadores LIBS portátiles e manuais proporcionan aos usuarios unha funcionalidade adicional que non existía hai só uns anos.
Figura 4. Análise de carbono do arame SciAps Z-902 de 1/8”, material 316L. Fonte: SciAps (Faga clic na imaxe para ampliala).
A fiabilidade dos activos inclúe un programa completo de verificación de materiais, agora totalmente implementado no campo, para verificar o cumprimento das normas do equipo e o seu funcionamento seguro e eficiente. Cunha pequena investigación sobre o analizador axeitado e a comprensión da aplicación, os propietarios/operadores agora poden analizar e cualificar de forma fiable calquera equipo do seu programa de integridade de activos, independentemente da xeometría ou do tamaño, e obter análises en tempo real. Os compoñentes críticos de pequeno calibre agora pódense analizar de forma instantánea, segura e precisa, o que proporciona aos propietarios/usuarios os datos necesarios para tomar decisións críticas para protexer a integridade do equipo.
Esta tecnoloxía innovadora permite aos propietarios/operadores manter un alto grao de integridade e fiabilidade dos seus equipos ao cubrir as lagoas na análise do campo de carbono.
James Terrell é director de desenvolvemento comercial (END) en SciAps, Inc., un fabricante de analizadores portátiles de radiofrecuencia X e LIBS.
Para celebrar o noso décimo aniversario, a conferencia reuniu a miles de asistentes e centos de expositores para mostrar o último en tecnoloxía, equipos e produtos de montaxe. Marca a túa axenda e planea formar parte deste evento histórico, onde os asistentes descubrirán novos recursos, avaliarán as últimas tecnoloxías e produtos, aprenderán de expertos do sector e conectarán con profesionais experimentados.
Envía unha solicitude de proposta (RFP) a un provedor da túa elección e fai clic nun botón que detalla as túas necesidades