Mobilt udstyr til at analysere stål on-site er næsten hvermandseje. I de rette hænder får du hurtige og pålidelige resultater. I de forkerte hænder risikerer du ulykker og erstatningskrav.

Den teknologiske udvikling har givet os mobilt udstyr, der analyserer 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 viden og kendskab til aktuelle stålstandarder. 

I denne artikel får du indblik i forskellen på de to mest udbredte mobile analyseformer, OES-analysen og PMI-testen, og hvad du skal være opmærksom på, når du vælger din leverandør af analyserne.

Hvorfor kan det gå galt?

Du skal kende den kemiske sammensætning af et stålmateriale for at være 100 % sikker på, at materialeegenskaberne passer til opgaven. Det gælder både ved nyproduktion, hvor det korrekte materialevalg er afgørende for holdbarhed og sikkerhed, og ved reparation af eksisterende anlæg.

Uden kendskab til stålmaterialets kemiske sammensætning, kan man f.eks. ikke benytte den korrekte svejseprocedure. At svejse i store godstykkelser og i materialer med et vist indhold af kulstof kræver høj varme og langsom afkøling. Er svejseproceduren forkert, kan der dannes 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.

Når sporbarheden glipper, træder stålanalysen til

Stålets kemiske sammensætning fremgår af materialecertifikatet fra stålværket med sporbarhed til det heatnummer, som er stemplet i materialet. Men når man udskærer emner til at fremstille f.eks. stålkonstruktioner eller trykbærende udstyr, kan overførslen af heatnummeret glippe.

Arbejder du med ældre anlæg, vil det typisk være umuligt at skaffe de originale materialecertifikater på komponenterne.

I begge tilfælde er en analyse af materialets kemiske sammensætning nødvendig for at genetablere sporbarhed til materialecertifikatet. De to mest udbredte mobile analyseformer er OES-analysen og PMI-testen. Men det er bestemt ikke lige meget, hvilken én du vælger, hvordan stålmaterialet præpareres eller resultatet analyseres.

Hvad kendetegner 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, grundig rengøring og skal foregå i en argongas-beskyttet atmosfære.

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 metaltyper, men er yderst relevant, når man skal udføre svejsearbejde på eksempelvis rør af ulegeret stål, hvor den kemiske sammensætning er ukendt

Hvad kendetegner PMI-testen?

En anden kendt metode er PMI-testen (Positiv Materiale Identifikation). Denne metode er forholdsvis ukompliceret og hurtig. Resultatet kommer efter få sekunder med en procentmæssig værdi af de enkelte grundstoffer. Herudfra kan man identificere stålarten og derefter slå materialets egenskaber op i relevante stålstandarder.

En af de væsentligste faldgruber ved PMI-testen er, at den ikke kan måle kulstof. Derfor kan PMI-testen aldrig danne grundlag for at bestemme kulstofækvivalenten og derudfra den korrekte svejseprocedure. Svejser man ulegeret stål, skal man kende kulstofækvivalenten og er nødt til at få foretaget en OES-analyse.

PMI-testen bliver derfor mest anvendt til rustfrit stål, titan, lavt legeret stål mv.

Grelle eksempler på fejlanalyser

Hos FORCE Technology udfører vi 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 OES-analyse af noget rørmateriale og fandt relativt store afvigelser. Årsagen var utilstrækkelig præparation af overfladen eller utilstrækkelig rengøring og ringe argongasdækning.

Havde kunden stolet på det første analyseresultat, ville de have brugt en forkert svejseprocedure med risiko for martensitdannelse og lav restlevetid for konstruktionen.

En anden kunde fik verificeret en stålanalyse, hvor leverandøren havde adskilt materialekvaliteterne S355 og C45 fra hinanden baseret på en PMI-test. Da kulstof er det legeringselement, der afgør forskellen på de to materialekvaliteter, er det umuligt at adskille disse ved en PMI-test.

Resultatet af vores stålanalyse var, at konstruktionen var udført i et forkert materiale. Kunden måtte lave sin nye konstruktion om med store forsinkelser og øgede omkostninger til følge.

Vælg den rigtige leverandør

Når du skal vælge leverandør af on-site analyse af stålmaterialer, skal du derfor være opmærksom på følgende:
  • 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?
Det tager typisk et par timer at lære at bruge de mobile analyseinstrumenter. Men mange års erfaring at sikre korrekt datarapportering, nøjagtig kalibrering af instrumenterne og validering af resultaterne.

Undgå derfor de dyre fejl ved at få analyseret stålmaterialerne med den rigtige metode og af en kompetent analyseleverandør fra starten.