Positiivinen materiaalitunnistus (PMI): ruostumattoman teräksen laadun paikan päällä suoritettava varmistus

Positiivinen materiaalitunnistus (PMI) on paikan päällä tai tehtaalla suoritettava tarkastus, jossa varmistetaan, että komponentin seoksen kemiallinen koostumus vastaa sen määriteltyä laadukkaa. Se on nopein tapa estää laatuvirheiden ja väärennetyn materiaalin pääsy kriittisiin putkijärjestelmiin. Käsikäyttöinen röntgenfluoresenssilaite (XRF) erottaa 304- ja 316-laatut sekä duplex-2205 -teräkset toisistaan sekunteja käyttäen kromiin, molybdeenin ja nikkeliin perustuvaa analyysiä, mutta se ei voi mitata hiiltä tai typpeä; kun nämä alkuaineet määrittävät laadun, tarvitaan optista emissiospektroskopiaa (OES). Tehokas PMI-ohjelma suorittaa XRF:n avulla 100 %:n materiaalin seulonnan, siirtää rajatapaukset OES-analyysiin ja yhdistää jokaisen sulatuserän EN 10204 -materiaalitesti-todistukseen.

Miksi PMI on tärkeää
Ruostumattomien terästen laadut näyttävät silmälle identtisiltä. Kiillotettu 304L-kaariputki on erottelematon 316L- tai 321-kaariputkesta, mutta väärän laadun käyttö kloridipitoisessa tai korkealämpöisessä putkistossa aiheuttaa ennenaikaisen pistekorroosion, jännityskorroosiorakojen muodostumisen tai sensitisaation aiheuttaman vaurion. Sekametsoja tapahtuu helposti vilkkaissa varastoissa ja valmistuslaitoksissa, joissa eri sulatuseristä peräisin olevat leikkauspätkät, liitokset ja putket ovat samalla hyllyllä. Myös väärin merkitty, uudelleen merkitty ja väärennetty materiaali kulkee maailmanlaajuisissa toimitusketjuissa, joskus paperiasiakirjojen kanssa ristiriidassa olevan metallin kanssa.
PMI sulkee tämän aukon vahvistamalla todellisen kemiallisen koostumuksen eikä luottamalla vain merkintään tai asiakirjaseurantaan. Jalostusteollisuuden, kemian teollisuuden, merellisten sovellusten ja sähköntuotannon operaattoreille se on tunnustettu turvatoimi estää hiilivetyjen tai vaarallisten nesteiden vuoto väärän seoksen komponentista. Monet omistajien määrittelyt vaativat tällä hetkellä PMI-tarkastuksen kaikista seoksesta valmistetuista painerajoituksissa käytetyistä osista, hitsauksista ja hitsausaineista ennen käyttöönottoa.

XRF vastaan OES
Molemmat menetelmät tunnistavat alkuaineita, mutta eri fysiikan perusteella ja eri vahvuuksin. XRF herättää pinnan röntgensäteillä ja mittaa jokaisen alkuaineen fluoresoivan vastauksen, mikä antaa nopean ja täysin ei-tuhoavan mittauksen keski- ja raskasalkuaineista, kuten kromista, nikelistä, molybdeenista, mangaanista, kuparista ja titaanista. Se on kannettava, akkukäyttöinen ja vaatii vain kevyttä pinnan esikäsittelyä, mikä tekee siitä hyvän valinnan kenttämittauksiin asennettuihin putkiin ja saapuviin eriin.
OES käyttää sähkökaarta tai kipinää pienemmän alueen höyrystämiseen ja mittaa herätettyjen atomien emittoimaa valoa. Koska se havaitsee kevyet alkuaineet, OES määrittää hiilen ja typen, joita XRF ei havaitse, erottaa 304- ja 304L-seoksia toisistaan sekä 316- ja 316L-seoksia toisistaan ja vahvistaa typen, joka antaa duplex-seoksille niiden kuoppaantumisresistanssin. Kompromissi: OES jättää pieniä polttumerkkejä, vaatii puhtaata, maalimatonta metallia ja suojakaasua sekä toimii hitaammin.

Mitä XRF voi ja ei voi tehdä
XRF on erinomainen seoksentunnistukseen. Se erottaa luotettavasti 304/304L -seokset 316/316L -seoksista tunnistamalla noin 2 % molibdeenin 316 -perheessä, havaitsee duplex 2205 - ja superduplex 2507 -seokset niiden korkean kromi- ja molibdeenipitoisuuden perusteella ja tunnistaa 321- ja 347-seokset niiden titaani- ja niobiumstabilointien perusteella. Se havaitsee myös selvät väärinkäytökset, kuten hiilestä valmistetun teräksen tai vähäseosten osan, joka on esitetty ruostumattomana teräksenä.

Sen sokean alueen muodostavat kevyet alkuaineet. Hiili ja typpi fluoresoivat liian heikosti käsikäyttöisissä laitteissa, joten XRF ei pysty erottamaan tavallista 316-terästä vähähiilisestä 316L-teräksestä eikä vahvistamaan typpipitoisuutta, joka määrittää kaksifaasiterästen suorituskykyä. Koska "L"-merkintä säätelee hitsausherkkyyden vastusta ja typpi määrittää kaksifaasiterästen kuoppaantumisvastusta, XRF:n yksinäinen tulos on epätäydellinen aina, kun nämä erot ovat merkityksellisiä. Myös pinnan tila vaikuttaa: lämpövärjäys, pinnoitteet ja saastuminen on poistettava tarkan lukeman saamiseksi.

PMI valmistuksen laadunvarmistuksessa
Hyvin toimivassa työpajassa PMI on integroitu työnkulkuun, eikä sitä lisätä vasta lopussa. Tulevat putket, liitokset, laippujen rungot ja venttiilien rungot tarkastetaan röntgenfluoresenssianalyysillä (XRF) niiden lämpönumerojen ja todistusten perusteella ennen tuotantoon siirtämistä. Hitsauslisäaineet ja hitsauslangat tarkistetaan myös, koska oikean perusmateriaalin yhdistäminen väärän kulutusmateriaalin kanssa johtaa edelleen alatasoiseen hitsaukseen. Hitsausten jälkeen valmiit hitsausmassat tarkistetaan, koska sekoittuminen ja kulutusmateriaalien virheet voivat siirtää hitsausmassan kemiallista koostumusta pois määritellystä.

Jokainen mittaus kirjataan tuotteen yksilöllisen tunnisteen, lämpönumeron ja vastaavan EN 10204 3.1- tai 3.2-todistuksen perusteella, joten jäljitettävyys ulottuu raaka-aineesta valmiiseen putkiputkeen. Wenqiangissa tämä menetelmällisyys kattaa sisäisen laboratorion, jossa PMI-tarkastukset suoritetaan samanaikaisesti täydellisten kemiallisten ja mekaanisten testien, hydrostaattisten testien ja epätuhoavien testien (NDT) kanssa ISO 9001 -laatujärjestelmän puitteissa, joten todistukseen merkitty materiaaliluokka vastaa todellista metallin luokkaa.

Standardit ja parhaat käytännöt
Seoksekojen varmistamiseen liittyvää ohjeistusta annetaan suositelluissa käytännöissä, kuten API RP 578 -suosituksessa putkistojen materiaali- ja laatuvalvonnasta sekä yrityksen ja hankkeen määrittelemissä eritelmässä, joissa määritellään PMI:n soveltamisala, taajuus ja hyväksyntäsäännöt. Hyvä käytäntö tarkoittaa, että mittalaitteet kalibroidaan jokaisen työvuoron alussa sertifioitujen viitestandardien avulla, pinnat valmistellaan puhtaaksi metallipinnaksi, suurilla komponenteilla otetaan useita mittauksia ja epäselvissä tapauksissa käytetään OES-mittauksia XRF:n lisäksi, erityisesti hiili- ja typpeä herkästi reagoivissa seoksissa.

Käyttäjien tulisi vaatia dokumentoitua PMI:tä kaikista seoksekoista painerajoitettavista komponenteista ja hitsausliitoksista kriittisessä käytössä, säilyttää tiedot koko varannon elinkaaren ajan ja kohdella mitä tahansa poikkeamaa pysäytyspisteenä. Yhdistämällä XRF:n nopeuden OES:n tarkkuuteen ja kurinalaisen dokumentoinnin PMI ei enää ole vain tarkistusruutu, vaan todellinen varmuus.

Johtopäätös
PMI suojaa putkistoja varmistamalla, että seoksen kemiallinen koostumus vastaa tarkoitettua luokitusta ennen kuin väärä laatu pääsee käyttöön. Tarkasta kaikki nopeasti käsikäyttöisellä XRF-laitteella, siirry OES-mittauksiin aina kun hiili- tai typpipitoisuus määrittää luokituksen ja liitä jokainen mittaus sen sulatukseen ja todistukseen. Tämä monitasoinen lähestymistapa havaitsee sekoitukset ja väärennökset, täyttää API RP 578 -suosituksen ja omistajan vaatimukset sekä antaa insinööreille luottamusta siihen, että maassa oleva metalli on todella 316L, 2205 tai muu suunnittelussa määritelty laatu.

Usein kysytyt kysymykset
K: Voiko käsikäyttöinen XRF-koelaitteisto erottaa 316-luokan 316L-luokasta?
V: Ei voi. Ainoa kemiallinen ero on hiilipitoisuus, ja XRF ei pysty mittaamaan hiiltä. 316- ja 316L-luokkien erottaminen edellyttää optista emissiospektroskopiaa tai sertifioitua tehdasmittausraporttia, jossa hiili on analysoidu polttotekniikalla.
K: Onko PMI-havainto tuhoavaa putkelle?
A: XRF on täysin ei-tuhottavaa ja jättää ei mitään merkkiä. OES jättää pieniä palomerkkejä siitä kohdasta, jossa se kipinöi pinnan, mikä on vähäistä ja yleensä hyväksyttävää, mutta se vaatii puhtaan, alaston metallin ja suojakaasun kevyiden alkuaineiden tarkkaan mittaamiseen.

Pyydä PMI-todistettua ruostumatonta terästä täydellä sertifikaatilla Wenqiangilta: +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/