日前，奧林巴斯NDT業務發展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，及其在工業領域的應用。

GT ：過去十年，手持式XRF在金屬行業都有哪些應用?

　　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，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，檢驗員知道應該是什么牌號。比如，外科植入物生產商的收貨部門需要確認材料是否為“316醫療級不銹鋼”。

　　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務當中，同樣也可以用于建筑物拆除定價，或者用于整理已經混淆的維修材料。

　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。美國石油學會(API)*規程(RP)578就是“新建及現有合金管道系統材料可靠性鑒定”。

　　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、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相比，手持式XRF在材料可靠性鑒定(PMI)和*/質量控制(QA/QC)中有哪些應用優勢?

　　KS:其他常見的PMI技術是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，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生準確的分析結果。

　　3.XRF體積更小，更容易到現場檢測樣品。

　　GT：您能介紹一下手持式XRF技術在過去幾年里的發展概況嗎?

　　KS:我想說的是在過去十年中手持式XRF技術發生了重大的變化。在硬件方面， 2001年INNOV-X(現在奧林巴斯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來產生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率，保證了分析精度、準確度、以及測試時間。高計數率帶來的好處是多方面的，能夠實現在更寬的濃度范圍及元素分析中獲得更快，更準確的分析結果。此外，在2009年，所有的制造商開始采用硅漂移探測器。這種技術比以前的技術(SiPIN檢測器)快10到100倍，這也促使將X射線管的優勢發揮的更大。

　　GT：這些變化是如何影響合金的*/質量控制的?

　　KS：XRF現在是標準技術，它可以使每一個樣品通過手動或自動在線系統進行測試。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濟和實用。

　　GT：實現輕元素的檢測有哪些重要意義?

　　KS：實現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動機中尋找低含量的鋁，當多個元素可以被分析檢測，尤其是在較低的濃度進行測量，將會提高分析結果的有效性和確定性。

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

　　KS：用于化學反應過程中的管道，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用：1.經驗—我們一直在研究如何更好地為這種應用提供解決方案;2.硬件的改進—檢測速度對于熱環境中的分析測試尤為重要。所有前面列出的提高計數率的改進，如X射線管、硅漂移探測器等對于熱環境中的分析測試都十分有幫助。

　　這兩個方面結合起來，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：一些石化廠十分關注硫化物對于低合鋼的腐蝕。API RP939C文件中解釋了高溫環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：什么是光束準直，它是如何影響焊縫分析的?

　　KS:光束準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動，繼續簡化和擴展現場使用特性;更多的應用將成為可能，并且所有的應用程序將運行得更快，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的五位創始人之一， Ken當前主要負責業務開發，產品研發和產品定位。擁有25年不同的XRF領域從業經驗，他舉行了許多關于采用X射線熒光光譜對物質進行測試的研討會和培訓班。