日前，奧林巴斯NDT業(yè)務(wù)發(fā)展Ken Smith接受了 的采訪(采訪人G.P. Thomas，以下簡稱“GT”)。采訪中Ken Smith(以下簡稱“KS”)談了手持式XRF的進展，及其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

GT ：過去十年，手持式XRF在金屬行業(yè)都有哪些應(yīng)用?

　　KS ：手持式( HH ) X射線熒光光譜儀主要用于合號確認和識別，這些都是相似的任務(wù)，但在“牌號確認”和“牌號鑒別”的具體操作之間也有微小差異。

　　在牌號確認操作中，檢驗員知道應(yīng)該是什么牌號。比如，外科植入物生產(chǎn)商的收貨部門需要確認材料是否為“316醫(yī)療級不銹鋼”。

　　在牌號鑒別操作中，檢驗員不知道材料到底是什么，需要對材料進行識別。這種情況更多的是在廢料回收業(yè)務(wù)當(dāng)中，同樣也可以用于建筑物拆除定價，或者用于整理已經(jīng)混淆的維修材料。

　GT：您能簡單介紹一下什么是材料可靠性鑒定(PMI)，為什么PMI很重要?

　　KS：材料可靠性鑒定(PMI)是用來描述上述“牌號確認”的幾個方面之一，zui常用的是在石化工業(yè)。美國石油學(xué)會(API)*規(guī)程(RP)578就是“新建及現(xiàn)有合金管道系統(tǒng)材料可靠性鑒定”。

　　然而，相同的方法被用在許多制造過程中，如航空合金和外科植入物的制造等，核實合金材料的成分是十分重要的。

　　只要在訂貨、生產(chǎn)、運輸、接收、安裝或維修過程中使用到合金，就存在人為錯誤的可能性。合金外觀是相同的，從外觀來看，鎳合金、不銹鋼、鉻鉬鋼和鈦合金之間沒有差異。然而不同合金的冶金性能——腐蝕，耐蠕變性或強度-重量比等有顯著的不同。

　　GT:與其他無損分析技術(shù)相比，手持式XRF在材料可靠性鑒定(PMI)和*/質(zhì)量控制(QA/QC)中有哪些應(yīng)用優(yōu)勢?

　　KS:其他常見的PMI技術(shù)是OES(光電直讀光譜儀)，XRF和OES相比有3個不同點：

　　1.XRF是真正的無損檢測技術(shù)，而OES會在材料表面留下一角錢大小的印記。

　　2.X射線熒光光譜可分析不同大小和形狀的樣品。無論是線性外科植入材料，還是廢品回收過程中的金屬屑絲，使用X射線熒光分析均能產(chǎn)生準(zhǔn)確的分析結(jié)果。

　　3.XRF體積更小，更容易到現(xiàn)場檢測樣品。

　　GT：您能介紹一下手持式XRF技術(shù)在過去幾年里的發(fā)展概況嗎?

　　KS:我想說的是在過去十年中手持式XRF技術(shù)發(fā)生了重大的變化。在硬件方面， 2001年INNOV-X(現(xiàn)在奧林巴斯NDT)推出了*個基于手持式XRF的X射線管，可以不用放射性物質(zhì)來產(chǎn)生X射線，這是非常大的突破，其他廠商迅速跟進。然而，與傳統(tǒng)X射線源相比，真正的差異是分析性能。X射線管擁有更高的計數(shù)率，保證了分析精度、準(zhǔn)確度、以及測試時間。高計數(shù)率帶來的好處是多方面的，能夠?qū)崿F(xiàn)在更寬的濃度范圍及元素分析中獲得更快，更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。此外，在2009年，所有的制造商開始采用硅漂移探測器。這種技術(shù)比以前的技術(shù)(SiPIN檢測器)快10到100倍，這也促使將X射線管的優(yōu)勢發(fā)揮的更大。

　　GT：這些變化是如何影響合金的*/質(zhì)量控制的?

　　KS：XRF現(xiàn)在是標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它可以使每一個樣品通過手動或自動在線系統(tǒng)進行測試。但zui重要的，它可以進行冗余測試。我在前面列出的所有由于人為錯誤將材料弄混的可能性，利用手持式XRF，只需3秒鐘就可以實時鑒別某一材料，而且其冗余檢驗更經(jīng)濟和實用。

　　GT：實現(xiàn)輕元素的檢測有哪些重要意義?

　　KS：實現(xiàn)輕元素的檢測擴展了可靠檢測的材料的范圍。無論是分析采用不同純度的鋁或鎂制作直升機組件，還是在采用鎳超級合金制作的噴氣發(fā)動機中尋找低含量的鋁，當(dāng)多個元素可以被分析檢測，尤其是在較低的濃度進行測量，將會提高分析結(jié)果的有效性和確定性。

　　GT：zui近XRF在硬件方面有哪些技術(shù)進步，使人們有可能在高溫環(huán)境下檢測合金?

　　KS：用于化學(xué)反應(yīng)過程中的管道，閥或容器的溫度可以達到1000F!可以說有兩個方面能很好的促進這種應(yīng)用：1.經(jīng)驗—我們一直在研究如何更好地為這種應(yīng)用提供解決方案;2.硬件的改進—檢測速度對于熱環(huán)境中的分析測試尤為重要。所有前面列出的提高計數(shù)率的改進，如X射線管、硅漂移探測器等對于熱環(huán)境中的分析測試都十分有幫助。

　　這兩個方面結(jié)合起來，可以使我們能夠更快的分析較低濃度水平，以及更多種類的元素。這使得我們對在高溫下，關(guān)鍵部件的快速測試更加有信心，這樣我們就不必等工廠停工時來進行測試。一般石化廠檢修的時候都非常繁忙，如果能夠在這個繁忙期之外的時間進行檢測將非常重要。

　　GT：你能給出一個應(yīng)用實例證明為什么這對于石化廠很重要嗎?

　　KS：一些石化廠十分關(guān)注硫化物對于低合鋼的腐蝕。API RP939C文件中解釋了高溫環(huán)境下硫化物如何加速低合金鋼的腐蝕過程，而1000至2000ppm(0.1%至0.2%)的硅的存在實質(zhì)上可以降低了硫化物的腐蝕速率。

　　如果確定某一組中件缺少硅，那就意味著腐蝕檢驗周期和更換周期都將縮短，這樣組件破裂的危險可大大降低。

　　GT：什么是光束準(zhǔn)直，它是如何影響焊縫分析的?

　　KS:光束準(zhǔn)直可以使光束更加細小，從而使得有效分析光斑直徑從10mm降低至3mm。這將十分便利，當(dāng)需要分析焊接材料時，分析人員只需點擊觸摸屏選擇窄光束光斑就可以了。

　　GT:您認為未來十年，手持式XRF將有哪些突破?

　　KS：我認為主要的變化都基本差不多：硬件將提高——X射線管，探測器和電路!軟件將以客戶需求為驅(qū)動，繼續(xù)簡化和擴展現(xiàn)場使用特性;更多的應(yīng)用將成為可能，并且所有的應(yīng)用程序?qū)⑦\行得更快，更好。

　　Ken Smith簡介

　　Innov-X Systems成立于2001年，并于2002年4月開始提供世界上*臺采用X射線管的便攜式XRF分析儀。目前該公司在波士頓總部和其他40多個地方擁有150名員工。 2010年7月，奧林巴斯收購了INNOV- X Systems。

　　Ken Smith是INNOV- X Systems的五位創(chuàng)始人之一， Ken當(dāng)前主要負責(zé)業(yè)務(wù)開發(fā)，產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品定位。擁有25年不同的XRF領(lǐng)域從業(yè)經(jīng)驗，他舉行了許多關(guān)于采用X射線熒光光譜對物質(zhì)進行測試的研討會和培訓(xùn)班。