Analyser et classer le carbone en petites pièces

Le maintien de l’intégrité des équipements sous pression est une réalité permanente pour tout propriétaire/exploitant. Les propriétaires/exploitants d'équipements tels que des cuves, des fours, des chaudières, des échangeurs, des réservoirs et des canalisations et instruments associés s'appuient sur un programme de gestion de l'intégrité conçu pour évaluer la fiabilité et protéger l'intégrité de l'équipement pour un fonctionnement sûr et efficace. Diverses techniques non destructives sont souvent utilisées pour surveiller les composants critiques, car la compréhension de la métallurgie correcte de ces composants est cruciale pour leur fiabilité et leur fonctionnement sûr. Si un mauvais type de matériau est utilisé, cela pourrait avoir des conséquences catastrophiques.

Tester certains de ces composants (par exemple, de petites pièces ou des composants de tuyauterie) pour l'analyse du carbone et la qualité des matériaux peut être un défi en raison de leur géométrie ou de leur taille. Ces pièces sont souvent exclues du programme d'identification positive des matériaux (PMI) en raison de la difficulté d'analyse du matériau. Mais vous ne pouvez tout simplement ignorer aucune pièce critique, y compris la tuyauterie primaire de petit calibre. Les composants plus petits qui tombent en panne dans un système critique produisent le même effet que la défaillance de composants plus gros. Les conséquences d'une panne peuvent être moindres, mais le résultat pourrait être le même : incendies, arrêt de l'unité de traitement et blessures.

La capacité d'effectuer les tests de carbone requis sur 100 % de tous les composants sur le terrain constitue un vide important dans l'industrie qui a récemment été comblé, alors que la spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS) a migré d'une méthode d'analyse en laboratoire vers un domaine courant. technique analytique. Cette technologie portable permet au propriétaire/opérateur de tester ces composants de manière fiable et précise pour vérifier leur conformité au processus de matériaux et fournit une solution complète pour la vérification des matériaux sur le terrain qui comprend l'analyse du carbone.

Fig. 1.SciAps Z-902 Analyse du carbone de la soudure ER308L ¼" de largeur Source : SciAps (Cliquez sur l'image pour l'agrandir.)

LIBS est une technique d'émission optique qui utilise un laser pulsé pour abler la surface du matériau et créer un plasma. Un spectromètre embarqué effectue une mesure qualitative de la lumière du plasma, sépare les longueurs d'onde individuelles pour révéler le contenu élémentaire, qui est ensuite quantifié avec l'étalonnage embarqué. Grâce aux innovations récentes des analyseurs LIBS portables, qui incluent une très petite ouverture de sortie, une atmosphère d'argon inerte est obtenue sans nécessiter de scellement des surfaces courbes ou des petites pièces, permettant au technicien de tester les pièces quelle que soit leur taille ou leur géométrie. Le technicien prépare la surface, utilise la caméra interne pour s'aligner sur le lieu de test et effectue l'analyse. Avec une zone de test mesurant environ 50 microns, cela permettra au technicien de mesurer des pièces de n'importe quelle taille, y compris de très petites pièces, le tout sans adaptateurs, sans collecter de copeaux ou envoyer des composants sacrificiels à un laboratoire.

Plusieurs fabricants produisent un analyseur LIBS portable disponible dans le commerce. Lorsqu'il recherche l'analyseur adapté à votre application, l'utilisateur doit garder à l'esprit que tous les analyseurs LIBS portables ne sont pas identiques. Plusieurs modèles d'analyseurs LIBS sur le marché peuvent effectuer l'identification des matériaux, mais n'incluent pas la teneur en carbone. Cependant, dans les applications où la qualité du matériau doit être identifiée, le carbone est mesuré et, en fonction de la quantité de carbone, dicte la qualité du matériau. Le carbone est donc essentiel à un programme complet de gestion de l’intégrité.

Figure 2. SciAps Z-902 Analyse du carbone d'une vis à métaux ¼", matériau 316H. Source : SciAps (Cliquez sur l'image pour l'agrandir.)

Par exemple, l'acier au carbone 1030 est identifié par la quantité de carbone dans le matériau, et les deux derniers chiffres du nom de ce matériau identifient la teneur nominale en carbone : la teneur en carbone de 0,30 % est la teneur nominale en carbone de l'acier au carbone 1030. Cela s'applique également à d'autres aciers au carbone tels que les aciers au carbone 1040, 1050, etc. Ou si vous classiez l'acier inoxydable de la série 300, la teneur en carbone est l'élément essentiel nécessaire pour identifier la nuance L ou H du matériau comme le matériau 316L ou 316H. . Sans mesurer le carbone, vous identifiez simplement le type de matériau et non sa qualité.