| Θετική Αναγνώριση Υλικού – Positive Material Identification PMI. H περίπτωση του ναυαγίου του Τιτανικού |
Με τους αυξανόμενους κανονισμούς που ισχύουν στην βιομηχανία σχετικά με την ασφάλεια, την αξιοπιστία, την ιχνηλασιμότητα και τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς, η επαλήθευση της ταυτότητας ενός υλικού έχει καταστεί βασικό στοιχείο για την ασφάλεια και την αξιοπιστία σε όλες τις φάσεις της παραγωγής.
| Τι είναι η Θετική Αναγνώριση Υλικού – Positive Material Identification – PMI; |
Η θετική αναγνώριση υλικού PMI (Positive Material Identification) είναι μια φορητή Μη-Καταστροφική μέθοδος ανάλυσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιτόπου στο πεδίο, για την ανάλυση ενός μετάλλου ή ενός κράματος και τον προσδιορισμό ή/και την επαλήθευση της χημικής σύστασης, είτε στη φάση της παραγωγής, είτε στην φάση της κατεργασίας.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι κάθε κράμα έχει τη δική του σύσταση και υπάρχουν κυριολεκτικά εκατοντάδες διαφορετικές παραλλαγές σε κάθε ομάδα κραμάτων που κάνουν την ορθή επιλογή, χωρίς την χρήση της τεχνολογίας, πραγματικά αδύνατη.
Για παράδειγμα, οι ανοξείδωτοι χάλυβες σειράς 304 και 316. Ενώ ο 304 περιέχει 18% χρώμιο και 8% νικέλιο, ο 316 περιέχει 16% χρώμιο, 10% νικέλιο και 2% μολυβδαίνιο. Το μολυβδαίνιο προστίθεται για να βοηθήσει την αντίσταση στη διάβρωση που προκαλείται από το θαλασσινό νερό και τα άλατα αποπάγωσης.
Ενώ η επαλήθευση ανάμεσα στους χάλυβες 304 και 316 είναι σχετικά εύκολη, αν χρησιμοποιηθεί ένας φορητός φασματογράφος XRF, τα πράγματα δυσκολεύουν πολύ περισσότερο στην περίπτωση όπου ο χρήστης θα ενδιαφερόταν να επαληθεύσει αν ο χάλυβας είναι 304L ή 304H.
O ανοξείδωτος χάλυβας 304L, έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας 304H έχει υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα. Πιο συγκεκριμένα ο 304L έχει μέγιστο 0,3% άνθρακα ενώ ο 304H έχει μεταξύ 0,04 και 0,1% άνθρακα κάτι που του προσφέρει καλύτερη αντοχή σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Σε αυτή την περίπτωση η μοναδική λύση για τον έλεγχο PMI θα ήταν ένας φορητός φασματογράφος τεχνολογίας LIBS ο οποίος μπορεί να αναλύσει το ποσοστό του άνθρακα στους χάλυβες
| Που χρησιμοποιείται η θετική αναγνώριση υλικού- pmi; |
Η γνώση της ακριβούς σύνθεσης και ποιότητας ενός κράματος επιτρέπει στους εργαζομένους π.χ σε ένα διυλιστήριο πετρελαίου, σε ένα χημικό εργοστάσιο αλλά ακόμα και σε ένα κέντρο ανακύκλωσης μετάλλων να επιλέξουν υλικά που να ταιριάζουν με τις προδιαγραφές που έχουν θέσει. Αυτές οι προδιαγραφές μπορεί να σχετίζονται με τις ιδιότητες του κράματος όπως για παράδειγμα αντοχή στη θερμότητα, αντοχή στη διάβρωση, δυσθραυστότητα κ.α αλλά και το κόστος ανάκτησης τους χημικών στοιχείων π.χ πολύτιμα μέταλλα από ανακύκλωση καταλυτών.
Το PMI επαληθεύει ότι τα μεταλλικά μέρη που υπάρχουν γύρω μας δεν θα διαβρωθούν, θα σπάσουν, θα υπερθερμανθούν ή θα δηλητηριάσουν το περιβάλλον.
Ο έλεγχος PMI χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων:
- Για την Επαλήθευση ενός εισερχόμενου υλικού έτσι ώστε να διασφαλιστεί ότι τα προϊόντα ή τα εξαρτήματα είναι το σωστό κράμα, διασφαλίζοντας ότι τα υλικά συμμορφώνονται με τα πρότυπα που ορίζονται από ρυθμιστικούς φορείς.
- Στην Κατασκευή μιας συγκολλητής κατασκευής για να διασφαλιστεί ότι το συγκολλημένο εξάρτημα και τα μέταλλα πλήρωσής τους είναι το σωστό κράμα, πληρώντας τις καθορισμένες απαιτήσεις υλικού
- Στην Ταξινόμηση και την Αναγνώριση άγνωστων ή λανθασμένων υλικών διασφαλίζοντας ότι χρησιμοποιείται το σωστό υλικό για την καθορισμένη διαδικασία
| Χαρακτηριστικά παραδείγματα αναγκαιότητας PMI |
Χαρακτηριστικά είναι τα ακόλουθα παραδείγματα όπου η Θετική Αναγνώριση του Υλικού θα βοηθούσε στο να σωθούν ανθρώπινες ζωές.
Η περίπτωση του ναυαγίου του Τιτανικού
Στην αναζήτηση απαντήσεων στην ερώτηση «Γιατί βυθίστηκε ο Τιτανικός», όπως αναλύθηκε αργότερα, βρέθηκε ότι ο χάλυβας που είχε χρησιμοποιηθεί στις πλάκες που ήταν τοποθετημένες στην πλώρη και την πρύμνη του Τιτανικού, περιείχε υψηλά επίπεδα θείου (S). Η υψηλή περιεκτικότητα σε θείο διαταράσσει τη δομή των κόκκων του χάλυβα, οδηγώντας σε αύξηση της ευθραυστότητάς του. Φυσικά όμως δεν ήταν μόνο αυτός ο παράγοντας που οφειλόταν για την βύθισή ενός τέτοιου πλοίου. Ακόμα δύο σημαντικοί παράγοντες ήταν ότι την νύχτα της καταστροφής του Τιτανικού η θερμοκρασία του νερού ήταν κάτω από το μηδέν κάτι που επηρέασε την συμπεριφορά των μεταλλικών πλακών αλλά των μπουλονιών που τις συγκρατούσαν και φυσικά το γεγονός ότι ο Τιτανικός ταξίδευε με μεγάλη ταχύτητα την στιγμή της πρόσκρουσης με το παγόβουνο
Έκρηξη το έτος 2005 στο διυλιστήριο της ΒΡ στην πολιτεία Τέξας των ΗΠΑ.
Λόγω πολλών οργανωτικών και τεχνικών αστοχιών, το 2005 στο διυλιστήριο της BP στο Τέξας των ΗΠΑ, 15 άνθρωποι σκοτώθηκαν και άλλοι 180 τραυματίστηκαν από ένα σύννεφο ατμών υδρογονανθράκων το οποίο προήλθε από έκρηξη στο διυλιστήριο.
Σύμφωνα με έρευνα για συμβάντα που σχετίζονται με τη διάβρωση σε διυλιστήρια πετρελαίου στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) και τον Οργανισμό Οικονομικής Συνεργασίας και Ανάπτυξης (ΟΟΣΑ), 9 από τα 99 σημαντικά ατυχήματα διυλιστηρίων περιλάμβαναν ανεπαρκή στοιχεία σχετικά με την σύσταση ενός μεταλλικού υλικού. Η ιστορία δείχνει ότι οι λανθασμένες αντικαταστάσεις εξακολουθούν να αποτελούν ακόμα και σήμερα σημαντικό ζήτημα στις βιομηχανίες πετροχημικών και διυλιστηρίων.
| Πώς εκτελείτε μια δοκιμή PMI; |
Ενώ οι προδιαγραφές των υλικών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία γίνονται όλο και πιο συγκεκριμένες, η ανάγκη για δοκιμές Positive Material Identification (PMI) στο πεδίο αυξάνεται σταθερά. Το PMI είναι μια εξαιρετική επιλογή για την επαλήθευση υλικών που δεν μπορούν να σταλούν σε ένα εργαστήριο.
Για την κάλυψη των αναγκών PMI χρησιμοποιούνται κατά κύριο τρεις τεχνολογίες:
- X-ray fluorescence – XRF.
- Laser Induced Breakdown Spectroscopy – LIBS.
- Optical Emission Spectroscopy – ΟΕS.
Η προσοχή θα πρέπει να δοθεί όμως κυρίως στους φορητούς αναλυτές χειρός XRF και LIBS που βρίσκουν απόλυτη εφαρμογή στο πεδίο χάρις στο χαμηλό βάρος και μικρού όγκου των συσκευών. Αντίθετα, η τεχνολογία ΟES δεν βρίσκει εφαρμογή στο πεδίο κυρίως λόγω του μεγάλου όγκου και βάρους των συσκευών ΟES οι οποίες κατά κύριο είναι τροχήλατες και θα πρέπει να συνοδεύονται από μια φιάλη argon.
Κάθε μία από τις τεχνολογίες προσφέρει τα δικά της μοναδικά πλεονεκτήματα και παρέχει στον χρήστη ποιοτική και ποσοτική ανάλυση της σύστασης του υλικού.
