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產業動態 非破壞式金屬管線材料/陽極材料檢驗應用
山衛科技股份有限公司 本新聞稿發佈於2017/02/17,由發布之企業承擔內容之立場與責任,與本站無關

高 雄 市 石 化 管 線 氣 爆 帶 給 社 會 的 衝 擊,至今仍影響著社會的氛圍,石化產業 運輸管線的安全與否,重新被國人一一的檢視。此時若無一套完整且具有顯著效果的標準驗證準則,人民與工作人員的安全將會暴露在危險之下。

 
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美國石油協會(American Petroleum In- stitute; API)所擬定的API RP 578是一個為 新建或現有金屬管線系統提供一個完整的材質檢驗建議規章,其目的在於提供一種 用於石油或天然氣產業中所使用各種金屬部件的驗證準則;依據這個準則,可追溯使用於管線或零組件的合金牌號,確保適當的合金材料被使用在正確的場合上,透過陽極材料鑑識(Positive Metal Identification; PMI),將可以大幅降低管線失效損毀的風險。現今的PMI檢測工具,最常見的應屬非 破壞式檢驗(Non-destructive Testing/Inspec- tion;NDT/NDI)的手持式X光螢光分析儀(X-ray Fluorescence Spectroscopy; XRF)以及用於碳(C)含量檢測的移動型分光光譜 儀(Optical Emission Spectroscopy; OES)。

昔日我們開採原礦石來製造所需要的金屬,但現今使用的金屬原料大部分都來自回收的廢金屬,當鋼鐵廠熔煉了大量的廢舊金屬時,很難確保不會有其他微量殘 餘的元素摻雜在其中;而以往的材料測試 報告(Material Test Reports; MTRs)只列出主 要元素(Main Element),卻不包含次要或殘 餘元素(Residual Element);根據API 939-C 提到的煉油廠管線硫化腐蝕失效準則,有 1/3的管線高溫硫化腐蝕失效是因為微量的 矽(Si)所導致。由此可見,次要或者殘餘元 素將會嚴重影響到石化管線輸運的安全。

面對這些次要或殘餘元素的檢測,藉由使用手持式X光螢光分析儀(Hand-heldXRF; HHXRF)於現場進行材質分析,利用其快速、簡單且準確的分析技術,可有效率地達到石化管線、合金材質 的追溯性管理。

在石化及天然氣產業中 , 可以利用HHXR執行以下5項非破壞式檢測:
①碳鋼中的殘餘元素檢測:特別用於碳鋼製成的氫氟酸烷基化裝置(Hydrofluoric Acid Alkylation Units),可以利用手持式X光螢光分析儀來檢測碳鋼管線中的銅(Cu)、鎳(Ni)等金屬是否有達到規範所要求的含量。
②流體加速腐蝕(Flow-accelerated Cor- rosion; FAC)檢測:流體加速腐蝕是一種腐蝕機制,其機制為金屬表面的氧化保護層被快速流水溶解掉的現象,表層下的金屬溶蝕後,會再重新形成氧化層,因此,金屬含量便會不斷地流失;而為了避免產生流體加速腐蝕現象,必須控管管線內的特定金屬含量濃度。
③碳當量(Carbon Equivalent; CE)的計算:管線焊接(Welding)時,所受到的加熱處理,會因為其微量元素的不同,而產生不同的熱反應,其結構材料的可塑性一般都用碳當量當作參考的指標。影響碳當量的元素是錳(Mn)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩 (V)、鎳(Ni)、銅(Cu)、矽(Si)、硼(B),我們可在XRF儀器中建立起這些元素的計算公式,於即時的檢測中便可以計算出碳當量因子(EQF),隨時掌握材料加熱後的應力變化。
④汞(Hg)污染物的檢測:原油中的汞以化合物的方式存在,如硫化汞,經過長時間的累積,可能會殘存於設備表面,造成汞污染問題。針對表面污染的檢測,手持式X光螢光分析儀提供了快速且低成本的汞表面污染快篩工具,可以快速檢測待測物的汞含量百分比,也可以利用鍍層模 式(Coating Mode),藉由單位面積中汞的重量,來精密計算出汞的總量。
⑤硫化物腐蝕(Sulfidic Corrosion)檢測:在石化工業中,管道和設備的硫化物腐蝕一直是一個重大風險事件,低矽含量的碳鋼會加速腐蝕的速率,若是用於檢測矽含量的工具應該要能表現出良好的精度和再線性,手持式X光螢光分析儀是最佳的選擇。

經驗常常告訴我們,不能單單只依賴材料測試報告,因為人為的失誤易造成無法彌補的後果;實際調查結果發現,高達 40%的材料測試報告與現場的元素分析結果不同,使得材料測試報告僅作為供應商提供的証明,而針對庫存或是現場使用的材料仍需透過XRF進行直接的分類和品質管控。
特別是與石化產業相關的設備(管線、 儲存槽等)材質鑑定,一旦因使用錯誤的材質所導致的事件,皆對人員的安全和環境保護產生重大威脅,因此我們堅信─「大膽信任,小心求證(Trust, but Verify)」!這就是PMI的精神!

- 新聞稿有效日期,至2017/03/17為止


聯絡人 :廖小姐
聯絡電話:02-26921400*370
電子郵件:linda@samwells.com

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