Quality Assurance of Critical Fasteners

Význam tématu

Šrouby a spojovací prvky hrají klíčovou roli v bezpečnosti a spolehlivosti strojních sestav, zejména v kritických aplikacích jako letectví, kosmonautika nebo energetika. Nesprávná slitina může vést k závadám, finančním ztrátám i ohrožení života.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje možnosti mobilní rentgenové fluorescence (XRF) pro rychlou, nedestruktivní kontrolu složení kovových slitin pro fastenery. Popisuje problémy s falešnými nebo nesprávnými spojovacími prvky na příkladech z praxe a demonstruje přínosy přenosných XRF analyzátorů Thermo Scientific.

Použitá metodika a instrumentace

• Přenosný XRF analyzátor Thermo Scientific Portable XRF
• Křemíkový driftový detektor (SDD) pro zvýšenou citlivost na lehké prvky
• Dynamická rentgenová trubice s automatickým nastavením napětí 5–50 kV
• Kalibrace s NIST stopovatelnými standardy

Hlavní výsledky a diskuse

Díky moderním SDD detektorům a optimalizovanému excitacnímu napětí je možné v reálném čase rozlišit slitiny s velmi podobným složením, například hliníkové slitiny 2014 (Mg 0,2–0,8 %) a 2024 (Mg 1,2–1,8 %) bez nutnosti vakuového nebo heliového prostředí. Detekce lehkých prvků jako hořčík, hliník nebo fosfor byla oproti starším analyzátorům výrazně zlepšena.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá, nedestruktivní analýza přímo v poli či na výrobní lince
• Minimální příprava vzorku a jednoduché ovládání „point-and-shoot“
• Přenosnost a provoz na baterie s hmotností kolem 1,4 kg
• Spolehlivé výsledky díky kalibraci na NIST standardy

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření databází slitin a integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro automatickou identifikaci materiálů. Dále se počítá se zlepšením citlivosti na ultra lehké a vzácné prvky, což rozšíří uplatnění v pharmaceutickém, potravinářském a environmentálním odvětví.

Závěr

Mobilní XRF analyzátory představují efektivní nástroj pro pozitivní identifikaci materiálů (PMI) a jsou doporučeny jako součást systémů kvality (např. ISO 9001), čímž minimalizují riziko použití nevhodných nebo padělaných spojovacích prvků a snižují náklady spojené s opravami a reklamacemi.

Reference

• Associated Press: 20 Boeings Found Faulty, Seattle Post and Courier, March 8, 2000
• G Crouch: Safety Threat Seen; Counterfeits Now Nuts, Bolts Issue, Los Angeles Times, Jan 27, 1989