PMI 検査：合金検証のための XRF と OES の比較

PMI が存在する理由

合金は実務上取り違えられます。束のタグが誤って付け替えられたり、見た目の似た二本の棒材が同じラックを共有したり、修理溶接で誤った溶加材が使われたりします。ほとんどの合金鋼とステンレス鋼種は見た目が同一であるため、唯一の防御は金属そのものを試験することです。その検証が PMI — 材料の正体確認です。プロセス産業では、API Recommended Practice 578 が体系的な PMI プログラムの運用方法を定めています。同じ論理は、合金の同一性が安全性またはコストの面で極めて重要となるあらゆる場面に適用されます。

XRF：合金元素による迅速な選別

ハンドヘルド XRF（蛍光 X 線）分析装置は、表面に X 線を照射して励起し、存在する元素の特性放射線を読み取ります。結果は数秒で得られ、跡は残らず、主要な合金元素に依存する区別に優れています。

• 304 と 316（モリブデンによって区別される）、
• Cr/Ni/Mo 含有量によって選別されるステンレス鋼の系統およびニッケル合金、
• Cr-Mo 鋼が正しい系統にあることの確認（例えば 5% Cr 鋼種と 9% Cr 鋼種）。

限界は物理的なものです。XRF は鋼中の炭素（やその他の最も軽い元素）を測定できません。したがって、316 と 316L、304 と 304L、あるいは 4130 と 4140 のように炭素のみが異なる鋼種の組を区別できません。コーティング、スケール、汚染も測定値を歪めるため、試験箇所は清浄な金属まで達しなければなりません。

スパーク OES：炭素を測定できる方法

発光分光分析は、試料にスパークを放ち、蒸発した金属からの光を分析します。移動式および実験室用 OES 機器は、合金元素とともに炭素も測定し、実験室レベルの精度を備えています。その完全さの代償は、表面に生じる小さなスパーク痕、アルゴン供給の必要性、そして適度に平らで清浄な試験面です。ベンチ型 OES は製鋼所の試験室における標準的な化学分析機器であり、携帯型スパーク OES は炭素が鋼種を決める場合の現場での方法です。

第三の技術であるハンドヘルド LIBS（レーザー誘起ブレークダウン分光法）も炭素を測定でき、L 鋼種の検証が日常的な場面で使用が増えています。

	ハンドヘルド XRF	スパーク OES
炭素の測定	不可	可
速度	数秒	通常一分未満
表面への影響	なし	小さなスパーク痕
最適な役割	大量の選別とスクリーニング	決定的な鋼種検証

代表的な使用事例

• ステンレスおよび高合金の部品、鍛造品、パイプの受入検査。
• 炭素と合金含有量の両方が重要となる Cr-Mo 圧力部品鋼種（P11/P22/P91 系統）の検証。
• 製造に入る前の、混合した、または表示のない在庫の選別。
• 溶接前の母材の確認と、修理後のレビュー。

PMI と証明書は補完関係にある

PMI は手元にある品目の同一性を証明し、ミルシートはそのヒートの試験された特性を証明します。どちらも他方を置き換えることはできません。健全なプログラムは両者を結び付けます — PMI の結果をヒート番号に対して記録し、機器を認証された基準物質で校正し、試験範囲をその部品の重要度に応じて調整します。