Klumme: Faldgruber ved on-site analyse af stålmaterialer
Mobilt udstyr til at bestemme den kemiske sammensætning i stålmaterialer on-site er næsten hvermandseje. I de rigtige hænder får du hurtige og pålidelige resultater. I de forkerte hænder kan du risikere ulykker og erstatningskrav.
Hvorfor kan det gå galt?
Den teknologiske udvikling har givet os mobilt udstyr, der måler næsten lige så præcist som det stationære. Men det er ikke nok at kunne betjene et analyseudstyr. Der er mange faldgruber: præparation af overflader, renhed og geometriske forhold. Desuden kræver tolkningen af resultaterne metallurgisk kendskab og baggrund samt kendskab til aktuelle stålstandarder.
Korrekt svejseprocedure med on-site analyser
Den kemiske sammensætning af et stålmateriale er en afgørende faktorer for, at materialeegenskaberne er som ønsket. Den kemiske sammensætning fremgår af materialecertifikatet fra stålværket med sporbarhed til det heatnummer, som er stemplet i materialet.
Når man udskærer emner til at fremstille for eksempel stålkonstruktioner eller trykbærende udstyr, kan overførslen af heatnummeret dog glippe. Her er en analyse af materialets kemiske sammensætning nødvendig for at genetablere sporbarhed til materialecertifikatet.
Arbejder man med ældre anlæg, er det ikke altid muligt at skaffe de originale materialecertifikater på komponenterne. Kræver reparationerne svejsearbejde, kan en materialeanalyse derfor være den eneste måde at få de relevante data til at beregne kulstofækvivalenten – og derudfra finde den korrekte svejseprocedure. Ofte kan en reparation spare både tid og penge, da produktionen af nye dele kan tage måneder og betyde lange nedlukningstider.
Risici ved forkerte svejseprocesser
At svejse i store godstykkelser og i materialer med et vist indhold af kulstof kræver høj varme og langsom afkøling. Er heat-inputtet lavt og afkølingshastigheden af emnet høj, giver det risiko for, at der bliver dannet det hårde og skøre martensit. Tilstedeværelsen af martensit betyder, at stålmaterialet kan revne ved slag eller miljømæssige påvirkninger fra eksempelvis korrosion.
Især i trykbærende udstyr i olie- og gasindustrien, i vindmølleindustrien, den maritime industri og stålkonstruktioner er martensitdannelse i forbindelse med svejsning absolut uønsket.
OES-analysen
En af de mest anvendte analysemetoder er OES-analysen (Optical Emission Spectrometry). Denne metode er den mest præcise til at bestemme den kemiske sammensætning. OES-analysen kræver omhyggelig præparation af overfladen og grundig rengøring. Udstyret leverer en analyseblanket med det procentmæssige indhold af de enkelte legeringselementer. Det er så op til operatøren eller rådgiveren at omsætte de kemiske værdier til et givet stål.
OES-analysen bliver anvendt til alle materialetyper, men er yderst relevant, når man skal udføre svejsearbejde på platforme og rør lavet af ulegeret stål.
PMI-testen
En anden kendt metode er PMI-testen (Positive Material Identification). Denne metode er forholdsvis ukompliceret og hurtig. Med et tryk på knappen viser udstyret efter få sekunder et resultat med en procentmæssig værdi af de enkelte grundstoffer. Herudfra kan operatøren eller rådgiveren identificere stålarten og derefter slå materialets egenskaber op i relevante stålstandarder.
Et af de væsentligste opmærksomhedspunkter ved PMI-testen er, at den ikke kan måle kulstof. Derfor kan en PMI-analyse ikke kan danne grundlag for at bestemme kulstofækvivalenten.
PMI-testen bliver således mest anvendt til lavt legeret stål, rustfri stål, titan med videre. Men skal man svejse ulegeret stål, skal man kende kulstofækvivalenten og er derfor nødt til at få foretaget en OES-analyse.
Grelle eksempler på fejlanalyser
Hos Force Technology udfører vi selv analyser af stål on-site og i vores laboratorier, ligesom vi udfører sammenlignende analyser for at verificere nøjagtigheden af det anvendte mobile udstyr. Her støder vi jævnligt på mere eller mindre grelle fejlanalyser.
For en kunde udførte vi en sammenlignende analyse af noget rørmateriale og fandt relativt store afvigelser. Årsagen var utilstrækkelig præparation af overfladen eller utilstrækkelig rengøring og utilstrækkelig gasdækning. Havde kunden stolet på det mobile analyseresultat med det forkerte kulstofindhold, ville man have brugt den forkerte svejseproces med risiko for martensitdannelse.
Vi har også haft en kunde, der ville have os til at verificere en stålanalyse fra en anden leverandør. Her havde leverandøren adskilt materialekvaliteterne S355 og C45 fra hinanden baseret på en PMI-test. Kulstof er det legeringselement, der afgør forskellen på de to materialekvaliteter, så det er slet ikke muligt at adskille disse ved en PMI-test. Det endte med, at kunden måtte lave konstruktionen om, da vores stålanalyse viste, at den var udført i et forkert materiale.
Alt sammen eksempler på on-site analyser, hvor leverandøren ikke havde den nødvendige erfaring med stålanalyser eller den krævede metallurgiske viden.
Vælg den rigtige leverandør
Når du skal vælge leverandør af on-site analyse af stålmaterialer, skal du derfor være opmærksom på følgende, så du undgår dyre fejlanalyser:
- Har leverandøren dokumenteret erfaring med udstyret?
- Har leverandøren gennemført en godkendt uddannelse i at bruge udstyret?
- Har leverandøren metallurgisk viden og kendskab til aktuelle stålstandarder?
