Badania PMI

Badania PMI to nieniszcząca metoda weryfikacji składu chemicznego, stosowana do potwierdzania prawidłowości materiałów oraz spoiwa stosowanych w procesie produkcji i modernizacji.

Metoda pozwala na wykrycie rodzaju materiału i potwierdzenie konkretnego gatunku, a także zawartość pierwiastków stopowych takich jak Ni, Cr, Mo czy V, w celu porównania z atestami hutniczymi dostarczonymi przez producenta lub dystrybutora.

To zależy od zastosowanej techniki — i jest to jedno z ważniejszych rozróżnień przy zamawianiu badania.

Spektrometria XRF nie wykrywa węgla ani innych pierwiastków lekkich. Wynika to z fizyki metody: pierwiastki o niskiej liczbie atomowej emitują promieniowanie fluorescencyjne o zbyt niskiej energii, by mogło zostać zarejestrowane przez detektor. W praktyce oznacza to, że analizatorem XRF nie da się odróżnić stali 304 od jej niskowęglowej odmiany 304L ani stali 316 od 316L — mimo że różnica w zawartości węgla ma bezpośrednie znaczenie dla odporności na korozję międzykrystaliczną po spawaniu.

Zawartość węgla oznaczamy metodą spektrometrii emisji optycznej (OES), w której iskra elektryczna odparowuje niewielką ilość materiału i wzbudza atomy do emisji światła o charakterystycznych długościach fal. Ta technika mierzy węgiel bezpośrednio.

Jeśli w Państwa specyfikacji zawartość węgla decyduje o dopuszczeniu materiału — na przykład przy odbiorze gatunków z oznaczeniem „L” — stosujemy analizę OES. Przy szybkiej weryfikacji gatunku i sortowaniu stopów, gdzie węgiel nie jest kryterium, wystarcza XRF. Technikę dobieramy do wymagań konkretnego odbioru.

Niestety nie. Pozwalają zweryfikować skład chemiczny materiałów, nie wykrywają natomiast niezgodności powstałych w procesie wytwarzania, takich jak: odlewanie, kucie, walcowanie czy spawanie.

Dla pełnej oceny integralności należy zastosować objętościowe lub powierzchniowe metody badań nieniszczących takie jak: RT, UT, PAUT, MT czy PT.

Dzięki zastosowaniu przenośnych urządzeń proces kontroli przebiega bardzo szybko i wynosi z reguły od kilkudziesięciu sekund do kilku minut dla jednego punktu pomiarowego, nie uwzględniając przygotowania i identyfikacji badanych elementów. Dodatkowo uwzględnić należy czas niezbędny na sporządzenie raportu z badań.

Nie – do wykonywania badań wykorzystujemy mobilną i przenośną aparaturę, która bez problemu umożliwia wykonanie badań na montażu w trudno dostępnych miejscach. Powierzchnia przygotowana do badań powinna być gładka oraz oczyszczona z ewentualnych zanieczyszczeń oraz śladów korozji.

Tak, wyniki badań są zgodne z ASME Section V. Dla analizy metodą OES stosujemy ASTM E1621, a dla techniki XRF — ASTM E1476 (identyfikacja i sortowanie stopów).

Zależy od techniki.

XRF nie pozostawia żadnego śladu — analizator jedynie naświetla powierzchnię promieniowaniem i rejestruje odpowiedź materiału. Po badaniu element wygląda dokładnie tak samo jak przed nim. To metoda w pełni nieniszcząca.

OES pozostawia niewielki ślad wypalenia o średnicy kilku milimetrów. Wynika to z zasady działania: iskra elektryczna odparowuje mikroskopijną ilość materiału, by wzbudzić atomy do emisji światła. Z tego powodu OES bywa określana jako metoda quasi-nieniszcząca.

W praktyce ślad ten nie ma znaczenia dla większości zastosowań — jest mniejszy niż odcisk po badaniu twardości. Przy elementach o powierzchniach eksponowanych lub wymagających zachowania określonej chropowatości warto to jednak uzgodnić przed badaniem.

Nie bez przygotowania powierzchni.

Obie techniki analizują wyłącznie cienką warstwę przypowierzchniową. Powłoka malarska, ocynk, warstwa tlenków czy zgorzelina zostaną zmierzone zamiast materiału rodzimego — a wynik będzie dotyczył powłoki, nie stali pod spodem.

Szczególnie mylące są powłoki metaliczne. Warstwa cynku lub niklu zawiera pierwiastki, które analizator rozpozna i uwzględni w analizie, dając odczyt wyglądający całkowicie wiarygodnie — ale odnoszący się do niewłaściwej warstwy.

Dlatego każdy punkt pomiarowy przygotowujemy mechanicznie, aż do odsłonięcia czystego metalu. Przy zapytaniu warto więc podać, czy elementy są pokryte powłoką — to bezpośrednio wpływa na czas realizacji i wycenę.

Czy zawartość węgla jest kryterium odbioru. Jeśli tak — na przykład przy gatunkach z oznaczeniem „L” — konieczna jest analiza OES. XRF nie rozstrzygnie tej kwestii.

Stan powierzchni elementów. Powłoki malarskie, ocynk i korozja wymagają usunięcia w punktach pomiarowych. To często największa pozycja czasowa całego badania.

Zakres kontroli. Czy wymagana jest weryfikacja stuprocentowa, czy wyrywkowa — w instalacjach objętych API 578 wynika to z przyjętego programu kontroli materiałowej.

Punkt odniesienia. Czy dysponujecie atestami materiałowymi, do których odniesiemy wynik badania.

Czy badanie ma objąć również spoiny. Weryfikacja materiału dodatkowego to osobne punkty pomiarowe i osobna pozycja w raporcie.