Bạn Nên Sử Dụng Phương Pháp Nào Để Kiểm Tra PMI

LỜI NÓI ĐẦU

Các thiết bị phân tích [XRF] – [OES] – [LIBS] di động đều là những công nghệ phổ biến được sử dụng để phân tích xác định nhanh chóng, chính xác và đáng tin cậy trong việc truy xuất nguồn gốc và xác minh vật liệu tuân thủ theo các quy định. Trong bài các viết trước, SaigonIC chúng tôi cũng đã trình bày về nguyên lý hoạt động của từng phương pháp, bạn có thể tham khảo chúng tại Sự Khác Nhau Giữa Các Công Nghệ XRF – OES – LIBS và Lựa Chọn Nhanh Thiết Bị Phân Tích Thành Phần Hóa Học Trong Thép

Việc sử dụng phương pháp nào là phù hợp để kiểm tra Xác Định Thành Phần Vật liệu – Positive Material Identification – PMI còn khá nhiều tranh cãi giữa các bên liên quan!!! Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng biệt, chúng cung cấp các phân tích định tính và định lượng về thành phần vật liệu khác nhau. Hiểu được những hạn chế và sự khác biệt trong mỗi phương pháp này là rất quan trọng, nó giúp bạn xác định phương pháp nào sẽ được sử dụng là phù hợp để xác minh vật liệu theo từng nhu cầu khác nhau khi kiểm tra PMI.

Bạn hãy thử đặt một giả thuyết vui rằng “ỦNG là tốt nhất để làm việc bên ngoài – GIÀY THỂ THAO là tốt nhất cho phòng tập thể dục – DÉP là tốt nhất cho bãi biển”. Tuy nhiên, đôi khi, PHONG CÁCH mang giày dép lại chồng chéo lên nhau, có thể bạn cần GIÀY THỂ THAO để làm việc bên ngoài hoặc DÉP trong phòng thay đồ của phòng tập thể dục. Điều đó có nghĩa rằng [TẤT CẢ ĐỀU PHỤ THUỘC VÀO ỨNG DỤNG]. Điều tương tự cũng có thể nói về phương pháp cho kiểm tra xác định thành phần vật liệu PMI.

Trong bài viết này, SaigonIC chúng tôi chỉ đề cập đến sự ưu và nhược điểm của mỗi phương pháp, từ đó các bạn có thể có cái nhìn tổng quan hơn để lựa chọn phương pháp nào là phù hợp cho nhu cầu và ứng dụng của mình trong thủ tục phân tích thành phần hóa và kiểm tra xác minh vật liệu PMI.

XRF – X-RAY FLUORESCENCE

Ưu điểm khi sử dụng XRF

• Không có dấu vết trên mẫu nên nó được xem là phương pháp hoàn toàn không phá hủy mẫu.
• Có thể kiểm tra một mẫu trong vòng vài giây.
• Thiết bị cầm tay nhỏ gọn có thể cầm một tay (trọng lượng < 2 kg) nên có thể di chuyển tốt và linh hoạt.
• Có thể phân tích được các nguyên tố nhẹ như Mg, Al, Si, P và S (duy nhất đầu đo loại SDD).
• Nhạy hơn với lượng nguyên tố thấp so với các phương pháp khác (ngoại trừ các nguyên tố nhẹ).

OES – OPTICAL EMISSION SPECTROSCOPY

Ưu điểm khi sử dụng OES

• Đây là một phương pháp đáng tin cậy để xác định các nguyên tố bao gồm cả Cacbon – C, Bo – B, Phốt pho – P, Lưu huỳnh – S và Nitơ – N.
• Không có bức xạ tia X nào được sử dụng khi kiểm tra.
• Nó cung cấp đầy đủ hóa học và thành phần của mẫu kim loại ở các mức có số lượng nhỏ.
• Hệ thống OES được cung cấp rộng rãi trên thị trường.

Ưu điểm khi sử dụng LIBS cho kiểm tra PMI:

1. Dòng sản phẩm thứ nhất
   • Có thể kiểm tra một mẫu trong vòng 1 – 5 giây.
   • Thiết bị cầm tay nhỏ gọn có thể cầm một tay (trọng lượng < 2 kg) nên có thể di chuyển tốt và linh hoạt.
   • Không có bức xạ tia X nào được sử dụng để kiểm tra.
   • Không cần sử dụng khí argon có độ tinh khiết cao khi kiểm tra.
   • Có thể kiểm tra được các chi y tiết nhỏ hơn 0.5 mm.
   • Rất tốt để đo lường cho các nguyên tố nhẹ như Nhôm – Al, Beli – Be, Liti – Li, Magiê – Mg và Silic – Si.
2. Dòng sản phẩm thứ hai
   • Có thể kiểm tra một mẫu trong vòng 3 – 10 giây.
   • Thiết bị cầm tay nhỏ gọn có thể cầm một tay (trọng lượng < 3 kg) nên có thể di chuyển tốt.
   • Không có bức xạ tia X nào được sử dụng để kiểm tra.
   • Có thể đo lường được nguyên tố Cacbon trong thép, gang và hợp kim (cần sử dụng bình khí argon có độ tinh khiết cao được tích hợp trên thiết bị).
   • Rất tốt để đo lường cho các nguyên tố nhẹ như Nhôm – Al, Beli – Be, Magiê – Mg và Silic – Si.
   • Có thể đo lường được kim loại năng cao như Wolfram – Tungsten – W.
3. Dòng sản phẩm thứ ba
   • Có thể kiểm tra một mẫu trong vòng 1 – 5 giây.
   • Thiết bị xách tay di động (trọng lượng < 3 kg) nên có thể thực hiện được các công việc tại hiện trường.
   • Không có bức xạ tia X nào được sử dụng để kiểm tra.
   • Có thể đo lường được nguyên tố Cacbon – C trong thép, gang và hợp kim mà không cần phải sử dụng khí argon có độ tinh khiết cao.
   • Có thể kiểm tra được các chi y tiết nhỏ hơn 0.5 mm.
   • Rất tốt để đo lường cho các nguyên tố nhẹ như Nhôm – Al, Beli – Be, Magiê – Mg và Silic – Si.
   • Có thể đo lường được kim loại năng cao như Wolfram – Tungsten – W.

Nhược điểm khi sử dụng LIBS cho kiểm tra PMI:

1. Dòng sản phẩm thứ nhất
   • Không đo lường được các nguyên tố nhẹ như Cacbon – C và Phốt pho – P, Lưu huỳnh – S.
   • Không đo lường được kim loại năng cao như Wolfram – Tungsten – W.
   • Không được phép thực hiện tại các bề mặt hoặc trong các khu vực dễ gây cháy nổ.
   • Để lại vết trên bề mặt mẫu (mặc dù là rất nhỏ hoặc có thể không thấy).
   • Phương pháp LIBS trong kiểm tra PMI chỉ mới được sử dụng đối với các chuẩn API 578, ASTM D8182 -18 và ASTM WK55296.
2. Dòng sản phẩm thứ hai
   • Không đo lường được các nguyên tố nhẹ Phốt pho – P và Lưu huỳnh – S.
   • Mọi thử nghiệm đều yêu cầu thanh lọc khí argon có độ tinh khiết cao, nên chi phí nạp hàng tháng có thể lên đến trên $1000 nếu thực hiện kiểm tra thường xuyên.
   • Không được phép thực hiện tại các bề mặt hoặc trong các khu vực dễ gây cháy nổ.
   • Bạn không thể kiểm tra kích thước mẫu nhỏ vì nó liên quan đến kích thước của vị trí đốt và độ kính gió trong phạm vi ống đốt.
   • Để lại vết đốt laser lớn, rộng và sâu trên bề mặt mẫu.
   • Phương pháp LIBS trong kiểm tra PMI chỉ mới được sử dụng đối với các chuẩn API 578, ASTM D8182 -18 và ASTM WK55296.
3. Dòng sản phẩm thứ ba
   • Không đo lường được các nguyên tố nhẹ Phốt pho – P và Lưu huỳnh – S.
   • Không được phép thực hiện tại các bề mặt hoặc trong các khu vực dễ gây cháy nổ.
   • Để lại vết trên bề mặt mẫu (mặc dù là rất nhỏ hoặc có thể không thấy).
   • Phương pháp LIBS trong kiểm tra PMI chỉ mới được sử dụng đối với các chuẩn API 578, ASTM D8182 -18 và ASTM WK55296.

CÁC CÂU HỎI ĐỂ CHỌN PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA PMI PHÙ HỢP

Với một vài thông tin trên, chúng ta đã hiểu rõ hơn về các thông tin cơ bản của ba phương pháp trên cho kiểm tra PMI. Và ngay bây giờ, chúng ta hãy cùng khám phá những câu hỏi cần được đặt ra trước khi chọn một phương pháp cho kiểm tra PMI như sau.

1. Bạn có thể cho phép để lại dấu vết trên mẫu?
   • Nếu câu trả lời là [NO…] → Vậy hãy chọn phương pháp XRF, bởi vì sử dụng tia X nên nó được phép là phương pháp duy nhất không phá hủy mẫu. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng nếu mẫu có bất kỳ lớp mạ hoặc lớp phủ nào được áp dụng nó sẽ ảnh hưởng đến kết quả của XRF (ví dụ như các sản phẩm có lớp mạ phủ kẽm, crôm, nhôm hoặc đồng…)
   • Nếu câu trả lời là [YES…] → Bạn nên cân nhắc sử dụng phương pháp LIBS để có thể tránh được bức xạ tia X và việc sửa chữa hoặc thay thế tốn kém cho các bộ phận dễ hỏng trên các thiết bị XRF như đầu đo và ống phóng tia X.
2. Bạn cần xác định và đo lường những nguyên tố hoặc hợp kim nào?
   • Để đo lường Carbon – C trên 500 PPM (0.05%) bạn có thể chọn các phương pháp LISB (dòng sản phẩm thứ hai hoặc ba) hoặc OES.
   • Để phân tích xác định vật liệu thép với mác L và H có hàm lượng Carbon – C nhỏ hơn 500 PPM (0.05%) bạn nên chọn phương pháp OES là tối ưu nhất.
   • Để đo lường Bo – B, Phốt pho – P, Lưu huỳnh – S và Nitơ – N bạn nên chọn phương pháp OES.
   • Để đo lường Wolfram – Tungsten – W bạn nên chọn phương pháp XRF.
   • Để phân loại Nhôm – Al bạn nên chọn phương pháp LIBS.
   • Trong các chuẩn hiện hành, ứng dụng kiểm tra PMI hầu như không bắt buộc đo lường các nguyên tố Phốt pho – P và Lưu huỳnh – S do đó cả ba phương pháp XRF, OES và LIBS đều là giải pháp khả thi được đề xuất dựa trên những ưu và nhược điểm đã thảo luận bên trên.
3. Bạn cần hoàn thành công việc kiểm tra nhanh chóng?
   • Bạn mong muốn nhanh nhất có thể, hãy chọn phương pháp LIBS. Tốc độ của LIBS là vô đối trong các ứng dụng mà nó có thể làm được, bạn nên nhớ rằng “Theo khuyến nghị từ tất cả các nhà sản xuất, XRF phải mất khoảng 15 – 30 giây phân tích mới cho kết quả chính xác nhất. Và với OES bạn mất rất nhiều thời gian trong khâu chuẩn bị mẫu và phân tích, nó có thể lên đến vài phút”.
   • Ngoài ra, LIBS không sử dụng bức xạ tia X nên bạn có thể chỉ cần cầm mẫu trên tay để kiểm tra. Điều này có thể dẫn đến hiệu quả và năng suất cao hơn.
4. Trách nhiệm an toàn và/hoặc sự giám sát của chính phủ có phải là mối quan tâm?
   • Nếu câu hỏi này là tiêu chí được đặt ra trong các thủ tục kiểm tra PMI, bạn nên chọn phương pháp LIBS (Thiết bị thuộc dòng sản phẩm thứ nhất và ba) là tối ưu nhất.
   • XRF có liên quan đến bức xạ tia X nguy hiểm nên cần các đăng ký với cơ quan quản lý có thẩm quyền và phải lập phạm vi an toàn bức xạ tại khu vực kiểm tra.

   • OES việc an toàn về khí nén là rất quan trọng và an toàn trên cao là cần thiết bởi vì hệ thống thiết bị sẽ phải sử dụng bình khí argon loại lớn và hệ thống rất cồng kềnh và nặng.

TỔNG QUAN CHO LỰA GIỮA CÁC PHƯƠNG PHÁP XRF, OES VÀ LIBS

KẾT LUẬN CUỐI CÙNG

Bài học kinh nghiệm chính mà SaigonIC chúng tôi hy vọng các bạn sẽ rút ra từ bài viết này là hãy xem xét và tính toán thật kĩ trước khi chọn phương pháp kiểm tra PMI tốt nhất cho bạn và tổ chức của bạn.

Có những câu chuyện tiêu cực và tích cực về từng phương pháp trong số ba phương pháp cho kiểm tra PMI mà chúng tôi nêu ra trong bài viết này. Bạn phải hiểu chi tiết về ứng dụng của mình và xác định rõ các tính năng bạn cần trong hệ thống tiêu chuẩn PMI đang sử dụng.

!!! ĐỪNG BAO GIỜ NGỪNG KIỂM TRA XÁC NHẬN VẬT LIỆU KIM LOẠI HỢP KIM CỦA BẠN !!!

CÁC SẢN PHẨM THAM KHẢO

Thiết Bị Đo Quang Phổ Phát Xạ Laser LIS-02 Cầm Tay Cho Kiểm Tra Thép Carbon, Thép Không Gỉ Và Hợp Kim