Analice y clasifique el carbono en piezas pequeñas en

Mantener la integridad de los equipos a presión es una realidad constante para cualquier propietario/operador. Los propietarios/operadores de equipos como recipientes, hornos, calderas, intercambiadores, tanques y tuberías e instrumentos asociados dependen de un programa de gestión de integridad diseñado para evaluar la confiabilidad y proteger la integridad del equipo para una operación segura y eficiente. A menudo se utilizan varias técnicas no destructivas para monitorear los componentes críticos, ya que comprender la metalurgia correcta de estos componentes es crucial para su confiabilidad y operación segura. Si se utiliza el tipo de material incorrecto, podrían producirse consecuencias catastróficas.

Probar algunos de estos componentes (por ejemplo, piezas pequeñas o componentes de tuberías) para el análisis de carbono y la calidad del material puede ser un desafío debido a la geometría o el tamaño. Estas piezas a menudo quedan fuera del programa de identificación positiva de materiales (PMI) debido a la dificultad de analizar el material. Pero simplemente no se puede ignorar ninguna pieza crítica, incluida la tubería primaria de pequeño diámetro. Los componentes más pequeños que fallan en un sistema crítico producen el mismo efecto que la falla de componentes más grandes. Las consecuencias de la falla pueden ser menores, pero el resultado podría ser el mismo: incendios, parada de la unidad de proceso y lesiones.

La capacidad de realizar las pruebas de carbono requeridas en el 100 por ciento de todos los componentes en el campo es un gran vacío en la industria que se ha llenado recientemente, a medida que la espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) ha migrado de un método de análisis de laboratorio a un campo convencional. técnica analítica. Esta tecnología portátil permite al propietario/operador probar de manera confiable y precisa estos componentes para verificar el cumplimiento del proceso de materiales y proporciona una solución integral para la verificación de materiales en el campo que incluye análisis de carbono.

Figura 1.SciAps Z-902 Análisis de carbono de soldadura ER308L de ¼” de ancho Fuente: SciAps (haga clic en la imagen para ampliarla).

LIBS es una técnica de emisiones ópticas que utiliza un láser pulsado para extirpar la superficie del material y crear un plasma. Un espectrómetro a bordo realiza una medición cualitativa de la luz del plasma, separa las longitudes de onda individuales para revelar el contenido elemental, que luego se cuantifica con la calibración a bordo. Con las recientes innovaciones en analizadores LIBS portátiles, que incluyen una apertura de salida muy pequeña, se logra una atmósfera de argón inerte sin necesidad de sellar superficies curvas o piezas pequeñas, lo que permite al técnico probar las piezas independientemente de su tamaño o geometría. El técnico prepara la superficie, utiliza la cámara interna para alinearse en el lugar de la prueba y realiza el análisis. Dado que el área de prueba mide aproximadamente 50 micrones, esto permitirá al técnico medir piezas de cualquier tamaño, incluidas piezas muy pequeñas, todo sin adaptadores, recolección de virutas o envío de componentes sacrificables a un laboratorio.

Hay varios fabricantes que producen un analizador LIBS portátil que está disponible comercialmente en el mercado. Al buscar el analizador adecuado para su aplicación, el usuario debe tener en cuenta que no todos los analizadores LIBS portátiles son iguales. Varios modelos de analizadores LIBS en el mercado pueden realizar la identificación de materiales, pero no incluyen el contenido de carbono. Sin embargo, en aplicaciones donde es necesario identificar el grado del material, se mide el carbono y, dependiendo de la cantidad de carbono, se determina el grado del material. Por lo tanto, el carbono es esencial para un programa integral de gestión de la integridad.

Figura 2. SciAps Z-902 Análisis de carbono de tornillo mecánico de ¼”, material 316H. Fuente: SciAps (Haga clic en la imagen para ampliarla).

Por ejemplo, el acero al carbono 1030 se identifica por la cantidad de carbono en el material, y los dos últimos números en el nombre de este material identifican el contenido de carbono nominal; el contenido de carbono del 0,30 por ciento es el carbono nominal en el acero al carbono 1030. Esto también se aplica a otros aceros al carbono, como los aceros al carbono 1040, 1050, etc. O si estuviera clasificando acero inoxidable de la serie 300, el contenido de carbono es el elemento esencial necesario para identificar el grado L o H del material, como el material 316L o 316H. . Sin medir el carbono, simplemente se identifica el tipo de material y no el grado del material.

Fig. 3.SciAps Z-902 Análisis de carbono de boquilla de tubería A106 de 1” s/160 para servicio de alquilación HF Fuente: SciAps (Haga clic en la imagen para ampliar).

Los analizadores LIBS que no tienen la capacidad de medir el carbono solo identificarán el material, de forma similar a un instrumento de fluorescencia de rayos X (XRF). Sin embargo, hay un par de fabricantes que producen un analizador de carbono LIBS portátil capaz de medir el contenido de carbono. Existen algunas diferencias fundamentales dentro de los analizadores, como el tamaño, el peso, la cantidad de calibraciones disponibles, la interfaz de muestra para superficies selladas y no selladas y el acceso a piezas pequeñas para el análisis. Los analizadores LIBS con pequeñas aberturas de salida que no requieren un sello de argón para las pruebas no necesitarán los adaptadores para piezas pequeñas que otros analizadores LIBS o unidades OES necesitan para probar piezas pequeñas. La ventaja de esta tecnología es que permitirá al técnico probar cualquier pieza del programa PMI sin el uso de adaptadores especiales. El usuario deberá investigar las diversas capacidades del analizador para determinar si el instrumento puede satisfacer las necesidades de la aplicación prevista, especialmente si la aplicación requiere 100 por ciento de PMI.

Las capacidades disponibles en un instrumento LIBS portátil están cambiando la forma en que se gestionará el análisis de campo. Estos instrumentos brindan una solución eficiente y rentable para cualquier programa de integridad de activos al brindarle al propietario/operador una manera de analizar el material entrante, el material PMI en servicio/retro, soldaduras, consumibles de soldadura y cualquier componente crítico en su programa PMI sin la mano de obra adicional o costo de comprar piezas de sacrificio o recolectar virutas y enviarlas a un laboratorio y esperar los resultados. Estos analizadores LIBS portátiles brindan al usuario capacidades adicionales que no existían hace apenas un par de años.

Figura 4.SciAps Z-902 Análisis de carbono de alambre de 1/8”, material 316L Fuente: SciAps (Haga clic en la imagen para ampliar).

La confiabilidad de los activos incluye un programa integral de verificación de materiales, y eso ahora se puede lograr completamente en el campo para verificar el cumplimiento y la operación segura y eficiente del equipo. Con un poco de investigación sobre el analizador apropiado y una comprensión de la aplicación, el propietario/operador ahora puede analizar y calificar de manera confiable cualquier equipo en su programa de integridad de activos, independientemente de su geometría o tamaño, y obtener análisis en tiempo real. Los componentes críticos de pequeño calibre ahora se pueden analizar instantáneamente, con confianza y precisión, proporcionando al propietario/usuario los datos necesarios para tomar decisiones cruciales para proteger la integridad del equipo.

Esta tecnología innovadora permite a los propietarios/operadores mantener un alto nivel de integridad y confiabilidad en sus equipos al llenar el vacío para el análisis de campos de carbono.

James Terrell es director de desarrollo empresarial - END en SciAps, Inc., un fabricante de analizadores XRF y LIBS portátiles.