Post on 06-Feb-2018
Når kvaliteten skal bestemmes
Positiv materialidentifikasjon (PMI)
Arne K. Bjerklund
Holger Teknologi AS
NDT konferansen 2008
Haugesund
1. – 3. juni 2008
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Agenda• Virkemåte• Forventninger – hva oppnås• Fallgruver• Small Spot og kamera på sveis• Sveis fortynningskalkulator• (Krav til operatørkvalifikasjoner og
kalibrering)
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
• Energispekteret
Radio Waves
Infrared X-rays
Ultra-violet
Gamma rays
Energispekter
Synlig lys
ENERGIOMRÅDER
XRF Spektrometer
Atom Emisjon spektroskopi
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
The following techniques are acceptable for use within their technical limitations:
•Optical emission (arc or spark). Spectroscope or spectrometer instrument may be used.•X-ray spectrometry (X-ray fluorescence or energy dispersive techniques).
The use of other testing techniques (e.g. Seebeckeffect, Eddy current probes or chemical spot testing) may be used in some application, but is subject to Company acceptance.
Statoil Tjeldbergodden
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Mest brukte PMI metoder i Norge
• RØNTGENFLUORESCENS (95%)• OPTISK EMISJON, ARC/SPARK (4%)• Andre (1%)
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PRINSIPP XRF1
Innkommenderøntgenstråler sparkeret elektron ut fra detinnerste skallet og detoppstår en ledig plass
2Elektron fra skallet utenforforsøker å utligne dette ved å hoppe inn og fylletomrommet. Det oppstår røntgenfluorescens stråler
Utsparket K-skall
elektronUtsparket L-skallelektron
M-skall elektron fyller tomrommet
K-røntgen-fluorescens
oppstår
L-røntgen-fluorescensoppstår
Innkommende røntgenstråler fra primær
røntgenkilde
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PRINSIPP
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Isotoper• Robuste/ (ingen bevegelige
deler• Velprøvde i felt
Rør• Enklere strålevernsmessig• Strøm/spenning kan
tilpasses applikasjon
XRF - energikilder
Forskjellige utgaver av isotoper
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Forstørret bilde av en TO8, (15 mm Ø x 9 mm)
Detektor
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PMIelementer som normalt
bestemmes
Tillegg med He-flush/vakuumP fosfor, Si silisium, Al aluminium Mg magnesium
Alloys with Cu/Zn/PbSb antimon, Sn tin, Pd palladium, Ag sølv, (Al aluminium), Mo molybden ,Nb niob,Zr zirkonium, Bi vismut, Pb bly, Re rhenium, Se selen, W wolfram, Ta tantal, Hf hafnium, Zn sink, Cu kobber, Ni nikkel, Co kobolt, Fe jern, Mn mangan, Cr krom, V vanadium, Ti titan
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Forventninger - hva oppnås
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Utdrag av NORSOK M-001
Ti rest
O max. 0,25
N max. 0,03< 0,30< 0,10Ti grade 2
Nb = 49rest22Inco 625
rest3,55,52525Cr S-Duplex
rest35,52222Cr Duplex
Mn = 6rest4 to 51724Superaustenite
Cu = 1,5rest4,52521904
N = 0,2rest618206Mo
rest2,51217< 0,035316
rest2025310
andreFe% Mo% Ni% Cr% CType
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Noen typisk brukte Duplexkvaliteter
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Fallgruver
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Prøvepreparering• Analyse utføres på bart metall• Maling fjernes• Tørke/vaske/børste• Slipe vekk ikke tilføre ny forurensning
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Bruk av feil teknikk• PMI på lavlegert stål med XRF (C kan være
viktig)• PMI på titanlegeringer med XRF (ser ikke Al
og trenger lange måletider for å bestemme små mengder av Fe)
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Sample Alloy1 Mo Ni Fe Mn Cr Ti316 316SS : 2.220218 2,15 10,09 66,22 2,06 16,89 0,1316 med spor av hvit bakgrunnsmaling No Match 2,02 7,54 57,93 2,37 15,11 13,4
Effekt av hvit bakgrunnsmaling
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Sample Alloy1 Fe TiGrad 2 Ti CP Ti : 0.000000 0.23 99.59Grad 2 Ti med magnetpulver CP Ti : *2.366657 0.82 98.78
Effekt av Fe slipestøv på Ti
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
”Small Spot” og kamera på sveis
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
”Weld Mask”• Begrenser måleområdet• Øker avstanden til sveisen• Redusert følsomhet
3mm x 30mm 3mm x 10mm10mm x 30mm 10mm Ø
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
• ”Colimator” fokuserer røntgenstrålen til 3 mm Ø.
• Innebygd kamera for prøveorientering• Bilde av prøven med resultater
”Small Spot”
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
”Bilde av sveis”
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Sveis fortynningskalkulator
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Sveiskontroll
Prøve Alloy ID Mo Nb Ni Fe Mn CrBasismateriale 254SMO 254SMO : 0.517921 6.2 0.0 17.4 53.7 0.4 20.8Tilsatsmateriale INCO 625 Inco 625 : 0.205681 9.3 3.7 61.1 2.7 0.2 21.9SVEIS SV625/SMO : 0.307871 8.1 2.3 52.8 14.2 0.3 20.9
InstrumentparametereKilde: RøntgenrørMåletid: 7 sec.
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Sveis fortynningskalkulator-Kalkulerer sveisens sammensetning-Til hjelp ved innlegging av nye sveiser i biblioteket
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Krav til
operatørkvalifikasjoner og kalibrering
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
All PMI inspectors shall be appropriately qualified for the work to be performed.
Qualification shall be documented and shall cover:
•Ability to operate the instrument•Ability to recognise the instruments limitations interms of material, surface profile and workingconditions.•Ability to interpret the instrument's output (spectral ordigital) and recognise erroneous readings.
PERSONAL QUALIFICATIONS
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Qualification shall include either:
•Satisfactory completion of a relevant formalcourse of instruction (theoretical and practical). •A period (1 month min.) of practical applicationon relevant materials (type and form) in relevant locations (stores or field) under the supervision ofan experienced inspector.
or:•In the absence of any formal training: a longerperiod (6 months min.) of relevant practicalexperience under the supervision of anexperienced inspector.
PERSONAL QUALIFICATIONS
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Opplæring• Gis i hovedsak av instrumentleverandørene• Intern-opplæring i bedriftene• Ingen sertifiseringsordning
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Baseline calibrationThe equipment shall be calibrated at regular intervals consistent with the technique used.Such calibration shall be performed at least once every six months.Calibration samples shall be traceable to a National Standard Laboratory.
Daily Verification of calibrationThe calibration of the testing technique shall be verified at lest once per working day. If suspicion arises as to the accuracy of the technique during working, a recalibration shall be performed.
Calibration samples used shall be traceable to verified materials certificates.
This test shall be repeated after any recalibration of the equipment
CALIBRATION
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Reference samplesSamples of actual materials to be inspected shall be available to the inspectors as a references sample during working.
These samples shall be traceable to verified materials certificates.
DocumentationThe procedures used for calibration shall be available for review.
Documentation of the calibration shall be available for review
CALIBRATION
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Kalibrering• Avansert FP metode, utstyret kommer kalibrert fra
leverandør og er verifisert med sertifiserte standarder
• Daglig kontroll og justering utføres av operatør• Legge til egne legeringer/navn• Årlig/halvårlig kalibrering og verifisering mot
sertifiserte standarder
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no
Når kvaliteten skal bestemmes
Måling nr. Mo Cu Ni Fe Mn Cr21 2,25 0,3 10,21 67,92 1,75 16,4822 2,25 0,33 10,25 67,66 1,82 16,8323 2,26 0,22 10,51 67,61 1,69 16,7624 2,33 0,27 10,42 68,01 1,88 16,2925 2,22 0,25 10,69 67,56 1,82 16,6326 2,22 0,3 10,05 68,32 1,65 16,4227 2,21 0,34 10,35 67,86 1,68 16,4628 2,24 0,33 10,33 67,91 1,83 16,6629 2,25 0,32 10,4 67,47 1,79 16,5230 2,22 0,28 10,6 67,63 1,69 16,52
Gj.snitt 2,25 0,29 10,38 67,8 1,76 16,6SD 0,034 0,039 0,189 0,257 0,08 0,163%RSD 1,532 13,24 1,821 0,379 4,47 0,986
Cert 2,15 0,27 10,45 67,9 1,7 16,5Diff. -0,10 -0,02 0,07 0,11 -0,06 -0,06
InstrumentparametereKilde: RøntgenrørMåletid: 20 sekunder
Daglig kontroll mot kjent materialer
SS 321 SS 316 254 SMO Inco 625321SS : 0.177574316SS : 0.000000 254SMO : 2.219008Inco 625 : 0.000700
Kontroll mot det interne instrumentbiblioteket
Kontroll med dokumentasjon mot kjemisk innhold
PDF laget med uregistrert versjon av FinePrint pdfFactory http://www.westsoft.no