SPECTRO xSORTとSPECTROTESTによるPMI

プロセス産業における設備健全性を確認するために不可欠なツール

１．はじめに
　石油化学プラント、発電プラント等の各種設備において、機器が破壊すると単に機能が損なわれるだけでなく、人的災害、爆発、火災等の二次災害が生じ、巨額の損害が生じる場合があります。これらの事故において不適正な材料で作られた容器、配管等の機器がそれらの原因となる場合は少なくありません。
　実機材料が実際に適正かどうかを確認するためには積極的材質確認（PMI）を行うことが必須であり、そのためのツールとしてAMETEK社製ハンドヘルド型蛍光X線分析（SPECTRO xSORT）またはモバイル型発光分光分析装置（SPECTROTEST）が最適です。

２．PMIの役割
　PMIはプラントの工事、操業およびメンテナンスだけではなく、プラント設備サプライ・チェーンのすべての段階において役割があります。たとえ正しい材料が使用されていたとしても材料のトレーサビリティと検証が要求されます。ヒューマンエラーとして、部材における表示番号の取り違い、材料登録ミス、記録管理または文書の欠損等によっても、構造物における不適正な材料使用をもたらす可能性があります。

３．PMIの方法
　PMIにおいては、現場で簡単に使用でき、非破壊で、迅速に分析が可能であるツールとして、SPECTRO xSORTはそれらの要件をすべて満たすことができます。SPECTRO xSORTは分析速度が速いため、プラントの点検中の使用に対して最適であり、高温操業中でも信頼できる測定値を得ることができます。

４．分析性能
　高性能シリコンドリフト検出器を備えたxSORTを用いると、最大41元素を最小2秒で合金鋼のPMIが実施できます。Mg、Al,およびSiのような軽い元素は大気中でこれらの軽元素を10秒で測定できます。またさらに高精度な分析や、炭素と窒素の測定が必要な場合にはSPECTROTESTが有効です。

５．簡単で安全
　xSORTによる分析は簡単で、インテリジェント較正ロジック（ICAL）を用いて、自動的に較正を行います。各元素の含有量を表示することはもちろん、合金組成ライブラリーによって自動的に合金の同定を行い、参照合金に対して合格/不合格メッセージも得られます。低電力(40kV)のX線管を用いるためより安全であり、各測定間において自動シャッターが作動して、X線照射から作業者を保護します。

６．PMIにおける適用例
（１）高温水素侵食（HTHA）
　水素ガス中の原子は高温(約200℃以上)において容易に炭素鋼の中に拡散し、結晶粒界に集積することにより高温水素侵食(HTHA)を生じ、部材を破壊する。鉄炭化物に安定化効果を及ぼすクロムなどの合金元素を含む鋼を使用することよってHTHAを有効に防ぐことが可能である。

（２）流動加速腐食（FAC）
　発電プラント等で低酸素含有量をもつ高温水または蒸気が炭素鋼管に流れたとき、管表面に通常形成される酸化鉄層が溶解されて局部的減肉が生じ、最終的に損傷が生じる。クロムで合金化された鋼管を使用することによってそれを防止することができます。
これらの例において、鋼材中のクロム含有量をSPECTRO xSORTまたはSPECTROTESTを用いて分析することにより鋼材のHTHA感受性を評価できます。

７．まとめ
　PMIは今日、プロセス産業において不可欠なものとなりました。（株）ベストマテリアは、鋼材等の各種損傷に対する評価方法とともに、SPECTRO xSORT（ハンド削減ヘルド型ED-XRF分析装置）とSPECTROTEST（モバイル型OES分析装置）を用いたPMI手法を提供いたします。

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