Analysis of Carbon Equivalents in Steel Components
Aplikace | 2019 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Výpočet ekvivalentu uhlíku (CE) je klíčovým ukazatelem pro posouzení svařitelnosti ocelí. Umožňuje odhadnout tvrdnutí ovlivněné zónou ovlivněnou teplem (HAZ) a náchylnost k defektům, jako je vodíkové nebo sulfidové křehnutí. V praxi se CE počítá nejen z obsahu uhlíku, ale i z příspěvků dalších prvků (Mn, Cr, Mo, V, Cu, Ni, Si), které se během recyklace ve vysokých pecích akumulují a ovlivňují výsledné vlastnosti oceli.
Hlavním cílem bylo ověřit schopnost přenosného analyzátoru Thermo Scientific Niton Apollo založeného na technologii LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) spolehlivě a rychle určovat obsah uhlíku a automaticky vypočítávat ekvivalent uhlíku podle standardních vzorců IIW a AWS. Studie zahrnovala opakovatelné analýzy oceli X65 a porovnání statistických ukazatelů opakovatelnosti a přesnosti.
Vzorky uhlíkových ocelí byly mechanicky očištěny a zahlazeny, aby byl eliminován povrchový oxid a kontaminanty. Každé měření probíhalo v dávkách po deseti analýzách na stejném vzorku. Analýza trvala přibližně 10 sekund, během nichž laser vytvářel plazma na povrchu materiálu v prostředí vyčištěného argonem. Spektrální data byla vyhodnocena softwarově, včetně výpočtu CE podle rovnic mezinárodního svazu svařování (IIW) a Americké svařovací společnosti (AWS).
Opakovatelné měření deseti replik vzorků X65 ukázalo nízké rozptyly výsledných hodnot:
Ručně přenosný LIBS analyzátor umožňuje rychlou inspekci přímo v provozu, například v rafinériích, na ropných plošinách nebo v terénu při kontrole potrubí. Odpadá nutnost přesunu vzorků do laboratoře a použití objemného OES zařízení. Okamžité výsledky zvyšují efektivitu rozhodování o dalších technologických krocích, zkracují dobu odstávek a zvyšují bezpečnost práce.
Očekává se další rozvoj v oblasti přenosných LIBS přístrojů s pokročilou automatizací výpočtů, integrací do digitálních řídicích systémů a cloudových databází pro centralizované sledování kvality. Využití strojového učení pro kalibrace a predikce dalších materiálových vlastností rozšíří jejich uplatnění ve výrobě a údržbě.
Testování Thermo Scientific Niton Apollo handheld LIBS analyzer prokázalo schopnost rychle a přesně stanovovat obsah uhlíku a ekvivalent uhlíku v ocelových komponentech s dobrými statistickými vlastnostmi. Přístroj představuje efektivní nástroj pro terénní i provozní analýzy ve více odvětvích, kde je klíčové zajistit svařitelnost a provozní spolehlivost ocelových konstrukcí.
X-ray
ZaměřeníPrůmysl a chemie, Materiálová analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Výpočet ekvivalentu uhlíku (CE) je klíčovým ukazatelem pro posouzení svařitelnosti ocelí. Umožňuje odhadnout tvrdnutí ovlivněné zónou ovlivněnou teplem (HAZ) a náchylnost k defektům, jako je vodíkové nebo sulfidové křehnutí. V praxi se CE počítá nejen z obsahu uhlíku, ale i z příspěvků dalších prvků (Mn, Cr, Mo, V, Cu, Ni, Si), které se během recyklace ve vysokých pecích akumulují a ovlivňují výsledné vlastnosti oceli.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo ověřit schopnost přenosného analyzátoru Thermo Scientific Niton Apollo založeného na technologii LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) spolehlivě a rychle určovat obsah uhlíku a automaticky vypočítávat ekvivalent uhlíku podle standardních vzorců IIW a AWS. Studie zahrnovala opakovatelné analýzy oceli X65 a porovnání statistických ukazatelů opakovatelnosti a přesnosti.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky uhlíkových ocelí byly mechanicky očištěny a zahlazeny, aby byl eliminován povrchový oxid a kontaminanty. Každé měření probíhalo v dávkách po deseti analýzách na stejném vzorku. Analýza trvala přibližně 10 sekund, během nichž laser vytvářel plazma na povrchu materiálu v prostředí vyčištěného argonem. Spektrální data byla vyhodnocena softwarově, včetně výpočtu CE podle rovnic mezinárodního svazu svařování (IIW) a Americké svařovací společnosti (AWS).
Použitá instrumentace
- Thermo Scientific Niton Apollo handheld LIBS analyzer
- Laser Induced Breakdown Spectroscopy se zdrojem laseru a vysokou čistotou argonu pro purge
- Pseudo prvek pro automatický výpočet ekvivalentu uhlíku
- Software pro zobrazení výsledků v reálném čase a statistickou analýzu
Hlavní výsledky a diskuse
Opakovatelné měření deseti replik vzorků X65 ukázalo nízké rozptyly výsledných hodnot:
- Průměr CE podle IIW: 0,290 (RSD 3,1 %)
- Průměr CE podle AWS: 0,337 (RSD 2,4 %)
- Obsah uhlíku: 0,041 % (RSD 10,7 %); manganu: 1,130 % (RSD 4,3 %)
Přínosy a praktické využití metody
Ručně přenosný LIBS analyzátor umožňuje rychlou inspekci přímo v provozu, například v rafinériích, na ropných plošinách nebo v terénu při kontrole potrubí. Odpadá nutnost přesunu vzorků do laboratoře a použití objemného OES zařízení. Okamžité výsledky zvyšují efektivitu rozhodování o dalších technologických krocích, zkracují dobu odstávek a zvyšují bezpečnost práce.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozvoj v oblasti přenosných LIBS přístrojů s pokročilou automatizací výpočtů, integrací do digitálních řídicích systémů a cloudových databází pro centralizované sledování kvality. Využití strojového učení pro kalibrace a predikce dalších materiálových vlastností rozšíří jejich uplatnění ve výrobě a údržbě.
Závěr
Testování Thermo Scientific Niton Apollo handheld LIBS analyzer prokázalo schopnost rychle a přesně stanovovat obsah uhlíku a ekvivalent uhlíku v ocelových komponentech s dobrými statistickými vlastnostmi. Přístroj představuje efektivní nástroj pro terénní i provozní analýzy ve více odvětvích, kde je klíčové zajistit svařitelnost a provozní spolehlivost ocelových konstrukcí.
Reference
- Wilson B. Application Note Thermo Fisher Scientific. Analysis of Carbon Equivalents in Steel Components Using the Niton Apollo Handheld LIBS Analyzer. 2019.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Stainless Steel Performance Characteristics
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
PERFORMANCE CHARACTERISTICS Thermo Scientific Niton Apollo LIBS Analyzer Stainless Steel Performance Characteristics Using the Niton Apollo Handheld LIBS Analyzer Introduction The Thermo Scientific™ Niton™ Apollo™ handheld LIBS analyzer is built for your most demanding applications. When low detection limits and…
Klíčová slova
apollo, apolloniton, nitongrade, gradestainless, stainlesslibs, libssteel, steelhandheld, handheldindication, indicationaccuracy, accuracyperformance, performanceinstrument, instrumentreadings, readingsalloy, alloyaccurately, accuratelyanalyzer
Analysis of Stainless Steel Testing
2019|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Thermo Scientific Niton Apollo LIBS Analyzer Analysis of Stainless Steel Testing Using the Niton Apollo Handheld LIBS Analyzer Author: Jim Pasmore, Thermo Fisher Scientific, Tewksbury, MA USA Introduction Stainless steels are ubiquitous in society today. They are produced…
Klíčová slova
apollo, apolloniton, nitonlibs, libshandheld, handheldanalyzer, analyzerstainless, stainlessgrade, gradecarbon, carbonverification, verificationindispensable, indispensablesteel, steelspectroscopy, spectroscopymaterial, materialmaterials, materialsimaginable
Laser focused carbon analysis
2023|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Datasheet LIBS analysis Laser focused carbon analysis Fast, accurate Niton Apollo handheld LIBS analyzer. Applications • Users can calculate carbon equivalency and perform advanced Measure challenging structural shapes and sizes, including 1/4” piping, 1/4” bars, and larger weld wires •…
Klíčová slova
camera, cameralaser, lasersafety, safetymilwaukee, milwaukeemacro, macroglasses, glassescarabiner, carabinersecurity, securityargon, argonccd, ccdlanyard, lanyardgps, gpsaccessories, accessoriesscientific, scientificimages
Quality Control of Low Alloy Steel Products
2011|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Quality Control of Low Alloy Steel Products Thermo Scientific Niton XRF Analyzers Enable Rapid Elemental Analysis Introduction and Overview Elemental Analysis Techniques The risk of material mix-ups can be a major liability for both manufacturers and users of carbon (C)…
Klíčová slova
alloy, alloyniton, nitongoldd, golddelemental, elementalcarbon, carbonsteels, steelsblemishes, blemishesanalyzers, analyzersnondestructive, nondestructivespark, sparkhhxrf, hhxrfray, rayxrf, xrftesting, testingsales