Почему это важно

Углеродный эквивалент (CE или CEV) — это одно число, которое сжимает химический состав стали в индекс свариваемости. Для инженеров-закупщиков это один из простейших инструментов для сравнения двух плавок номинально одной марки и прогнозирования того, какая из них создаст проблемы сварщику на площадке.

Большинство споров по спецификациям, касающихся труб и фитингов из углеродистой стали (A106, A234, A105, API 5L), сводятся либо к допускам по химическому составу, либо к углеродному эквиваленту. В этой статье объясняется формула, ее ограничения и как использовать ее в ваших заказах на поставку.

Ключевые технические факты

Наиболее широко используемая формула углеродного эквивалента опубликована Международным институтом сварки (IIW) и признана в документах ASTM, EN и API:

CEV (IIW) = %C + %Mn / 6 + (%Cr + %Mo + %V) / 5 + (%Ni + %Cu) / 15

Формула обычно применяется к углеродистым и углеродисто-марганцевым сталям с содержанием углерода выше примерно 0,18%. Ниже этого значения для риска водородного растрескивания более представительны такие формулы, как Pcm (Ито-Бессё).

Несколько справочных точек:

Значение CEV	Типичная интерпретация
Ниже 0.40	Легко сваривается по стандартным процедурам
0.40 - 0.45	Может потребоваться предварительный подогрев для более толстых сечений
0.45 - 0.50	Обычно требуется предварительный подогрев, контролируемые водородные расходные материалы
Выше 0.50	Высокий риск холодного растрескивания, вызванного водородом; критична полная квалификация WPS

Трубы API 5L PSL 2 ограничивают CEV в зависимости от содержания углерода (пункты 9.2.4 / 9.2.5). Для C выше 0,12% применяется формула IIW; для C 0,12% или ниже используется формула Pcm. Многие спецификации EN и ASTM также допускают дополнительные потолки CEV в качестве опций заказа.

Матрица решений: когда добавлять ограничение CEV

Условия эксплуатации	Рекомендуемый пункт заказа
Наземные технологические трубопроводы, окружающая среда	Без обязательного ограничения CEV (полагаться на пределы по марке)
Сернистая среда H2S	CEV макс. 0.43 + NACE MR0175
Фланцы для низких температур	CEV макс. 0.43 + A350 LF2
Большая толщина стенки свыше 19 мм	CEV макс. 0.42 для облегчения режима предварительного подогрева
Сварка на площадке менее квалифицированными подрядчиками	CEV макс. 0.40, где это коммерчески целесообразно

Для бесшовных приварных фитингов для труб из A234 WPB стандарт по умолчанию не ограничивает CEV. Если спецификация вашего проекта требует ограничения, это должно быть указано в заказе и отражено в MTC.

Типичные ошибки при закупках

Использование формулы IIW для низкоуглеродистой стали. При содержании C ниже 0,18% Pcm является лучшим предиктором риска растрескивания.
Копирование ограничений между марками. Ограничение 0,43 может быть разумным для A106 Gr B, но чрезмерным для A335 P22.
Путаница между CEV по плавочному анализу и CEV по анализу продукции. Применяются допуски; укажите, какой является обязательным.
Забывание того, что CEV не учитывает остаточные элементы. N, B и Ti могут влиять на поведение ЗТВ, даже если CEV выглядит низким.
Требование ограничения CEV без уведомления завода. Заводы сертифицируют только то, что указано в заказе; устный запрос не имеет силы.

Контрольный список покупателя

Решите, нужен ли вашему проекту ограничение CEV; задокументируйте это в заказе.
Укажите, какая формула (IIW или Pcm) применяется, и какой анализ (плавочный или продукции).
Запрашивайте CEV в MTC для каждой плавки, а не только типичное значение.
Перепроверьте, что соответствующие отводы труб и кованые фланцы имеют химический состав, совместимый с вашим ограничением CEV.
Отправляйте ваш запрос с четко указанным требованием CEV через нашу страницу запросов.

Источники

https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=19998
https://ped-online.com/ped-pressure-faq/carbon-equivalent-formula-for-steel-an-overview/
https://amerpipe.com/reference/charts-calculators/carbon-equivalant-calculator/