Karbon Eşdeğeri ve Kaynaklanabilirlik: CEV ve Pcm Formülleri

CEV, tam bir çelik analizini tek bir kaynaklanabilirlik indeksine indirger. Bu kılavuz, standart IIW formülünü, modern düşük karbonlu çelikler için Pcm alternatifini ve her iki sayının da size söyleyebileceklerinin sınırlarını verir.

Neden tek bir sayı?

Kaynak sonrası ısıdan etkilenen bölgenin (HAZ) sertliği — ve bununla birlikte hidrojen kaynaklı soğuk çatlama riski — karbon ve alaşım içeriğinin birlikte etki etmesiyle artar. Karbon eşdeğeri formülleri, pota analizini HAZ sertleşebilirliği ve çatlama riski ile ilişkili tek bir indekse indirger, böylece prosedürler herhangi bir test kaynağı yapılmadan önce taranabilir.

IIW formülü (CEV)

CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 — tüm elementler ağırlıkça yüzde cinsindendir.

Bu, EN ve ISO uygulamalarında benimsenen formüldür: EN 10025, her yapı kalitesi için maksimum bir CEV beyan eder ve EN 1011, kaynak prosedürü kılavuzunda CEV kullanır. Geleneksel karbon-mangan çelikleri için geliştirilmiştir. Yaygın olarak kullanılan yorum bantları şunlardır:

Yaklaşık 0.40'a kadar CEV — olağan koşullar altında genellikle ön ısıtma olmadan kaynaklanabilir.
Yaklaşık 0.40–0.50 — ön ısıtma yaygın olarak gereklidir, kalınlık, kısıtlama ve hidrojen seviyesi ile artar; düşük hidrojen uygulaması geçerlidir.
Yaklaşık 0.50'nin üzerinde — yüksek çatlama riski; ön ısıtma, kontrollü pasolar arası sıcaklık ve düşük hidrojenli sarf malzemeleri standarttır, prosedür kalifikasyonu esastır.

Çalışılmış örnek (temsili hadde değerleri): C 0.16, Mn 1.50, Cr+Mo+V 0.10, Ni+Cu 0.15, CEV = 0.16 + 0.25 + 0.02 + 0.01 = 0.44 verir — tam olarak ön ısıtma bandındadır.

Pcm: modern düşük karbonlu çelikler için formül

Termomekanik olarak haddelenmiş ve HSLA çelikleri düşük karbon taşır ancak alaşım elementleri geniş bir dağılıma sahiptir ve IIW formülü bunların çatlama riskini abartır. Ito–Bessyo Pcm formülü elementleri farklı şekilde ağırlıklandırır:

Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B

Pcm, hat borusu uygulamasında (API 5L, PSL2 kaliteleri için bunu tipik olarak 0.25 ile sınırlar) ve Japon standartlarında standarttır. Genel bir kural olarak, yaklaşık 0.20–0.25'e kadar Pcm, düşük karbonlu çelikler için iyi kaynaklanabilirliği gösterir. EN 1011, prosedür hesaplamaları için başka bir alternatif olarak ilgili CET formülünü sunar.

CEV size ne söylemez

Ön ısıtma sıcaklığı yalnızca CEV'den okunmaz: EN 1011-2 yöntem A, CEV'yi birleşik kalınlık, proses ve sarf malzemesinin hidrojen ölçeği, kısıtlama ve ısı girdisi ile birleştirir.
Eşit CEV'ye sahip iki çelik farklı davranabilir — daha yüksek karbonlu/düşük alaşımlı bir döküm, düşük karbonlu/daha yüksek alaşımlı bir dökümle aynı kaynak problemi değildir.
Prosedür çalışması için sertifikadaki gerçek pota analizini kullanın. Kalite maksimumu (örneğin yaygın kalınlıklarda tipik olarak ≤ 0.45 olan S355J2) dökümün altında kalması gereken bir tavandır, önünüzdeki dökümün değeri değildir.
Östenitik paslanmaz çelikler ve sertleştirilmiş takım çelikleri her iki formülün de kapsamının tamamen dışındadır.
Son olarak, CEV çeliğin servisteki bir özelliği değildir: bitmiş bir birleşimin mukavemeti veya tokluğu hakkında hiçbir şey öngörmez, yalnızca kaynak sırasında HAZ sertleşme eğilimi hakkında öngörür. Düşük CEV'li bir çelik, kötü ağız hazırlığı, nemli sarf malzemeleri veya kalifiye edilmemiş bir prosedür nedeniyle yine de kötü bir kaynak üretebilir — indeks işçiliği değil, kimyayı tarar.