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分析管道和焊縫碳當量的重要性

更新時間:2023-08-16 點擊次數(shù):972

?天然氣或石油管道時,需要將舊管道切斷并更換新管道,并進行焊接。新焊縫的完整性決定了熔接在一起兩根管子的總體兼容性,以及后期運行的穩(wěn)定性。

 

兩種管道的可焊性主要受其碳含量及其他元素的影響,例如錳 (Mn)、鉻 (Cr)、鉬 (Mo)、釩 (V)、銅 (Cu)、鎳 ( Ni) 和硅 (Si)等。

 

 

碳當量 (CE) 概念將材料成分轉(zhuǎn)化為可用于評估材料可焊性(和硬度)的成分,從而可以預測其行為。來自國際焊接研究所的標準方程式為:

 

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

 

如果管道區(qū)別過大,或者碳當量區(qū)別過大(見表 1),則可能需要在焊接過程之前和過程中采取特殊預防措施,以確保焊接牢固耐用。選擇具有低 CE 和優(yōu)良可焊性的替換管將加快修復的過程。

 

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表 1  常見 CE 值焊接效果

 

從表 1 中可以清楚地看出,CE 的數(shù)值越大,焊接性越差,更容易在熱影響區(qū) (HAZ) 發(fā)生氫裂紋。CE值越高,氫裂的風險就越大。一般來說,CE值<0.4的鋼材,只要使用低氫焊材或工藝,就不易發(fā)生HAZ氫裂紋。

 

鋼材的碳當量可以使用 LIBS 技術(shù)直接測量和計算的。LIBS 是激光誘導擊穿光譜的首字母縮寫。它是一種用于確定材料元素組成的分析技術(shù)。手持式 LIBS 分析儀向樣品發(fā)射脈沖激光,使材料氣化,在表面形成等離子體,每次讀數(shù)約 200 個脈沖。激發(fā)的電子在原子和離子中返回基態(tài),發(fā)出的光由機載光譜儀收集。該儀器的軟件和校準比較光譜線的波長和強度以量化元素的濃度,并通過偽元素特征使用設(shè)定的公式,自動計算碳當量。

 

Niton Apollo手持激光誘導擊穿光譜(LIBS)分析儀,是專為測量碳含量而設(shè)計的實用、便攜式設(shè)備,可在約10秒內(nèi)提供實驗室品質(zhì)的分析結(jié)果。

 

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Niton Apollo手持激光誘導擊穿光譜(LIBS)分析儀

 

我們使用Niton Apollo 手持 LIBS 分析儀測量了一批碳鋼和不銹鋼閥門。這些閥門應含有 0.2% 的碳,但有通過測量發(fā)現(xiàn)閥門的碳含量超出了 0.4%。當焊接時,不符合規(guī)格的碳會導致焊接應力斷裂。Niton Apollo 手持 LIBS 分析儀可測量碳的百分比,快速剔除不符合規(guī)格的材料并減少焊接應力斷裂。

 

無論是在煉油廠的高空作業(yè)、石油平臺的海上作業(yè)還是在管道溝渠中作業(yè)Niton Apollo 手持 LIBS 分析儀都是理想的分析工具,可提供最高的安全性和生產(chǎn)力。

 

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Niton Apollo 手持 LIBS 分析儀應用領(lǐng)域:

 

• 測定各種冶金樣品中的合金成分和等級

• 計算碳當量,確定管道可焊性

• 驗證關(guān)鍵部件,例如管道、閥門和反應容器,進行材料可靠性鑒別(PMI)

• 在接收、過程制造和輸出質(zhì)量控制(QC)時檢查材料

• 驗證材料測試報告(MTR)

• 檢測不穩(wěn)定元素和痕量元素以符合監(jiān)管標準

 



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