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(dāng)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(yù)測其行為。來自國際焊接研究所的標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(yù)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(fù)的過程。

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(fēng)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(dāng)量可以使用 LIBS 技術(shù)直接測量和計算的。LIBS 是激光誘導(dǎo)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(zhǔn)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(dāng)量。

Niton Apollo手持激光誘導(dǎo)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。

Niton Apollo手持激光誘導(dǎo)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(yīng)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(dāng)焊接時，不符合規(guī)格的碳會導(dǎo)致焊接應(yīng)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(yīng)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。

Niton Apollo 手持 LIBS 分析儀應(yīng)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(dāng)量，確定管道可焊性

• 驗證關(guān)鍵部件，例如管道、閥門和反應(yīng)容器，進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)