山衛科技

在煉油及石化工廠中，PMI檢測的需求已大幅增加，根據美國職業安全與健康管理局(OSHA)的資料顯示，1992年5月就有32人的死亡或受傷是因為使用了錯誤的材料所導致。而在石油煉製工業裡，在關鍵的合金組件中使用了不正確的材料，最後引發工安問題產生傷亡事件，則造成了52人死亡、250人受傷。因此最新的OSHA CPL 03-00-004法規主要著重於煉油工業安全管理，其重點項目在於提供世界各地發生及執行的範例，讓新技術在發展過程中，可以避免掉這些工安問題，也讓操作員可以比以往的任何時候更加了解PMI的重要性。

• 手持式X光螢光分析儀在PMI檢測中的功用

    X光螢光的技術應用在合金分析與鑑定上已超過40年，由於過去10年技術的進步，X光螢光分析方法成為PMI檢測的主要分析方式，跟上個世紀90年代做比較，無論是XRF的尺寸或者重量都優化了許多，這些進步可以讓使用者不用再背著笨重的儀器做檢測，只要攜帶一個不到2公斤的手持式X光螢光分析儀，就可以在2~5秒內快速的完成PMI檢測。

• 手持式X光螢光分析儀的技術原理

    儘管X光螢光涉及到複雜的物理現象，但是其技術原理卻可以很容易的被理解：如圖1所示，當測試樣品接受到足夠的X光能量，其內部所含的元素將會激發出特徵X射線或稱X光螢光，而每一種元素的X光螢

光都擁有特定的能量位階，我們可以藉由這些能量位階判別出該測試樣品中含有哪些元素。而這些能量是如何產生的呢? 如圖2所示，我們可以知道能量來自於元素外圍的電子被X光所激發游離後，為了重新保持原子的穩定，外層的電子會躍遷回來填補游離走的電子空缺，此時所釋放出的能量便稱為特徵X射線，當X射線探測器接收到特徵X射線的能量後，利用X射線螢光光譜計數儀器，便可以分類這些元素。

X射線探測器，是一個小型的半導體，負責接收特徵X射線，再將其傳遞到儀器的訊號處理器，透過計數各元素每秒的接收量，將這些訊號建立成各種模式，分析各種材質。在過去幾年微處理器的進步，設備的小型化促成了手持式X光螢光分析儀的發展，從使用者的角度來看，雖然只是點擊按鈕的動作，實際上儀器已經進行了相當複雜的分析，這些動作僅僅只需要2~5秒內即可完成。

• 新的檢測技術(GOLDD™)

    近幾年一種新類型的固態檢測器再一次掀起革命性的進步，新的幾何優化大面積矽漂移檢測器比起舊型的矽PIN檢測器，提高將近10倍的性能。當然，為了充分利用這個優點，手持式X光螢光分析儀本身也需要具備足夠的條件來分析這些接收到的大量訊號。如圖3所示：

第一部分是矽漂移檢測器本身可以處理超過每秒200,000次的X射線訊號。

第二部份是50KV能量的光管提供了足夠的能量去激發特徵X射線。

第三部份是矽漂移檢測器本身較大且有效的面積可以減少X射線未被檢測到的情況發生。

最後，矽漂移檢測器最優化的幾何定位可以使得特徵X射線的接收數量達到最大，藉由以上這些優點，新的GOLDD檢測器具有超過以往矽PIN檢測器10倍以上的性能，因此新的GOLDD檢測器，可以直接分析輕金屬元素Mg、Al、Si、P、S，而不需要像以前一樣抽真空或者填充氦氣。例如ZeCor®合金中的6%Si元素，我們可以使用新型的手持式X光螢光分析儀來做快速分析，而不再需要用氦氣吹洗過的舊型分析儀，在流體加速腐蝕的材質檢測中，我們也可以應用最新的GOLDD技術針對材質含量的變化做檢測，以預防在數年的時光中材質變質的風險。

• 焊接點的PMI檢測–技術更新

    類似於鏈接，焊接的工藝系統是用來加強材質中最薄弱的部份，同時連接兩個相同材質時所使用的焊料，其材質的正確與否，將會影響到焊料承受壓力的完整性，

目前為止，夾具式的焊道檢測工具已可應用於手持式X光螢光分析儀中，雖然好用，但是有時候卻因為檢測範圍過大而難以辨認出焊料與焊接物的差別，也因為如此，如圖4所示，最新的WeldSpot™ and CamShot™功能在檢測焊接點的材質上，提供了更快更準確的分析，CamShot利用CCD照相機提供了採樣成像系統，方便客戶在正確的位置上執行正確的量測，每次量測結束後，可將影像及檢測數據一同儲存。WeldSpot則是讓客戶可以自由選擇檢測視窗的孔徑，在檢測較大的焊接點時可以選用8毫米的檢測視窗，而一個簡單的控制開關可以讓檢測視窗縮小至只有3毫米的檢測視窗，並且提供3毫米的瞄準準心，以確保檢測的位置可以正確無誤。