ทำไม Handheld LIBS จึงสามารถวัด Carbon ได้?

ในอุตสาหกรรมโลหะ การทราบปริมาณ Carbon (C) ถือเป็นข้อมูลที่มีความสำคัญอย่างมาก เพราะ Carbon เป็นธาตุที่มีผลโดยตรงต่อคุณสมบัติของเหล็ก เช่น ความแข็ง ความเหนียว ความสามารถในการเชื่อม และความทนทานของวัสดุแม้ว่าเครื่องวิเคราะห์โลหะแบบพกพาอย่าง Handheld XRF จะได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย แต่ก็มีข้อจำกัดสำคัญคือไม่สามารถวิเคราะห์ Carbon ได้อย่างมีประสิทธิภาพนี่จึงเป็นเหตุผลที่เทคโนโลยี Handheld LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) ได้รับความนิยมมากขึ้นในงาน Positive Material Identification (PMI) และ Material Verification

ทำไม Carbon จึงสำคัญ

เหล็กหลายเกรดมีองค์ประกอบของธาตุหลักใกล้เคียงกันมาก แต่มีปริมาณ Carbon แตกต่างกันเพียงเล็กน้อยความแตกต่างเพียงไม่กี่ร้อยละของ Carbon สามารถทำให้สมบัติของวัสดุเปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจน เช่น

• ความแข็ง (Hardness)
• ความแข็งแรง (Strength)
• ความเหนียว (Toughness)
• ความสามารถในการเชื่อม (Weldability)
• ความต้านทานการสึกหรอ (Wear Resistance)

ดังนั้น หากไม่สามารถวัด Carbon ได้ ก็อาจไม่สามารถยืนยันเกรดของเหล็กได้อย่างถูกต้อง

เหตุใด Handheld XRF จึงวัด Carbon ไม่ได้

Handheld XRF ใช้รังสีเอกซ์ในการกระตุ้นอะตอมของตัวอย่างอย่างไรก็ตาม Carbon เป็นธาตุที่มีเลขอะตอมต่ำ (Atomic Number = 6)รังสี Fluorescence ที่ปล่อยออกมามีพลังงานต่ำมาก และถูกดูดกลืนโดยอากาศหรือวัสดุป้องกันของเครื่องได้ง่ายทำให้การตรวจวัด Carbon ด้วย XRF แบบพกพาแทบเป็นไปไม่ได้ในสภาพการใช้งานจริง

LIBS วัด Carbon ได้อย่างไร

LIBS ใช้หลักการที่แตกต่างจาก XRF โดยสิ้นเชิงเครื่องจะยิงเลเซอร์พลังงานสูงลงบนพื้นผิวของวัสดุพลังงานจากเลเซอร์จะสร้าง Plasma ขนาดเล็กบนผิวโลหะเมื่อ Plasma เย็นตัวลง อะตอมของแต่ละธาตุจะปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะออกมาCarbon ก็เป็นหนึ่งในธาตุที่ปล่อยแสงออกมาในช่วงคลื่นที่เครื่อง LIBS สามารถตรวจจับได้จึงทำให้สามารถคำนวณปริมาณ Carbon ได้อย่างแม่นยำ

ข้อดีของ LIBS สำหรับการวิเคราะห์ Carbon

LIBS เหมาะกับอุตสาหกรรมใด

• โรงงานผลิตเหล็ก
• โรงหลอมโลหะ
• โรงงานผลิตท่อ
• โรงกลั่นน้ำมัน
• อุตสาหกรรมปิโตรเคมี
• โรงไฟฟ้า
• อุตสาหกรรมต่อเรือ
• ผู้รับเหมางานก่อสร้างอุตสาหกรรม
• Inspection Company

LIBS กับงาน Positive Material Identification (PMI)

PMI คือกระบวนการตรวจสอบว่าโลหะที่ติดตั้งอยู่ตรงกับข้อกำหนดทางวิศวกรรมหรือไม่หากมีการใช้วัสดุผิดเกรด อาจส่งผลให้เกิดความเสียหายร้ายแรง เช่น

• การแตกร้าวของท่อแรงดันสูง
• การกัดกร่อนของอุปกรณ์
• การรั่วไหลของสารเคมี
• ความเสียหายต่อกระบวนการผลิต
• อุบัติเหตุด้านความปลอดภัย

เนื่องจาก Carbon เป็นข้อมูลสำคัญในการจำแนกเกรดเหล็กหลายประเภท LIBS จึงกลายเป็นเครื่องมือหลักของงาน PMI ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่

LIBS แทน XRF ได้หรือไม่

คำตอบคือ ไม่ทั้งหมดทั้งสองเทคโนโลยีมีจุดเด่นที่แตกต่างกัน

ด้วยเหตุนี้ หลายองค์กรจึงเลือกใช้ทั้ง Handheld XRF และ Handheld LIBS ควบคู่กัน เพื่อให้สามารถวิเคราะห์โลหะได้ครอบคลุมทุกประเภทของงาน

สรุป

Carbon เป็นหนึ่งในธาตุที่สำคัญที่สุดในการจำแนกเกรดเหล็ก แต่เป็นธาตุที่เครื่อง XRF แบบพกพาไม่สามารถตรวจวัดได้อย่างมีประสิทธิภาพHandheld LIBS ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ในการสร้าง Plasma และวิเคราะห์แสงที่ปล่อยออกมาจากอะตอม จึงสามารถตรวจวัด Carbon ได้โดยตรง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงาน Positive Material Identification (PMI), Material Verification และการควบคุมคุณภาพวัสดุในอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูง