钢构件中碳当量分析检测方案(激光诱导击穿)

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thermoscientific应用文章Thermo Scientific Niton Apollo LIBS 分析仪 钢构件的碳当量分析测试使用 Niton Apollo 手持式 LIBS分析仪 作者： Brian Wilson， Thermo Fisher Scientific，Tewksbury， MA USA 应用 钢的焊接性主要受其碳含量的影响。此外，其他元素(例如锰(Mg)、铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)、铜(Cu)、镍(Ni)和硅(Si))的含量也会影响其碳当量(CE)。这些元素在目前占据市场主导地位的、添加了废钢炼制的电弧炉钢中积累，并进入成品中。 最初，碳当量的提出是为给给定的钢成分指定一个数值，以表明其碳的含量，这将有助于表明该钢材的等效淬透性水平。进一步而言，碳当量代表了物料成分对钢的冷裂(氢裂)敏感性的影响。 在焊接作业中，碳当量计算用于预测热影响区(HAZ)的淬透性。通过碳当量计算了解化学上的任何差异，就可以确定通过填充金属成分连接在一起的两种物料的特性是否适合该工艺。如果成分之间差异过大，或者碳当量值较高接近不可取值(表1)，则在焊接操作之前和焊接过程中可能需要采取特殊的预防措施。 焊接预防措施可能包括规定的热处理、使用低氢电极和控制热量输入。这些指南措施很多都已在 NACE( 国家腐蚀工程师协会)标准中发布。 碳当量 (CE) 是进行焊接前的重要计算工作。 ( NACE MR0175 / ISO 15156和 NACE MR0103/ISO17945)。这些标准是针对离岸、石化和天然气等方面应用而开发的，在这些应用中，碳钢在存在硫化氢(H2S，酸性介质)的情况下易受硫化物应力开裂(SSC)或氢应力开裂(HSC)的影响。 国际焊接学会(IIW)和美国焊接学会(AWS)建立了两种常用的方程表示碳当量。 ( International Institute of Welding (IIW) CE = C+ Mn/6 + (Cr+ M o+V )/5+ (C u+N i) /1 5 American Weldi n g Society (AWS) C E=C+ ( M n+Si/ 6) + ( C r+ M o + V )/5 + (Cu+N i )/1 5 ) Niton Apollo 手持式 LIBS 分析仪 现在，我们成功推出新的工具可供专业人员进行物料检验。 Thermo ScientificTMNitonTMApolloTM 手持式 LIBS 分析仪利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS) 在生产过程中对关键资产进行检验和碳当量计算。Niton Apollo 分析仪重量仅为6.4磅(2.9千克)，专门用于提供方便、便携式碳含量检测方案-在许多情况下，无需使用笨重的光学发射光谱(OES)推车。 Niton Apollo 分析仪具有高效的激光和高纯度的氩气吹扫功能，可在约10秒内提供实验室质量级别的检测结果。除了计算碳当量外，用户还可以鉴定合金等级、运行高级平均和伪元素编程。通过实时显示数据，以实现快速有效的决策。 测试方法和结果 与其他元素分析技术相似，使用 Niton Apollo 分析仪时需要进行样品制备，以确保最可靠的性能和结果。有关样品制备程序的更多信息，请访问 thermofisher.com/niton。 常规 CE 值分类 碳当量(CE) 焊接性 小于0.35 尤秀 0.36-0.40 很好 0.41-0.45 好 0.46-0.50 一般 常规0.50 较差 本文选择了多种用途的碳钢样品，以使用 Niton Apollo 分析仪进行测试。作为可重复性测试的手段，使用 IIV 和 AWS 的公式进行了化学成分和后续碳当量计计，结果如表所示(表2)。 样品 CE-IIW CE-AWS Mn Cu Si Ni Cr Mo Ti AI X65 0.287 0.335 0.049 1.061 0.118 0.286 0.117 0.090 0.056 0.081 0.005 0.038 X65 0.306 0.352 0.042 1.209 0.118 0.279 0.095 0.087 0.064 0.087 0.005 0.024 X65 0.291 0.338 0.040 1.134 0.125 0.277 0.105 0.091 0.061 0.085 0.005 0.030 X65 0.290 0.338 0.042 1.116 0.118 0.284 0.112 0.096 0.065 0.077 0.005 0.031 X65 0.300 0.346 0.039 1.196 0.116 0.276 0.094 0.080 0.068 0.088 0.005 0.028 X65 0.294 0.341 0.034 1.171 0.113 0.280 0.102 0.092 0.078 0.083 0.005 0.030 X65 0.278 0.326 0.039 1.091 0.124 0.289 0.106 0.090 0.049 0.069 0.006 0.032 X65 0.295 0.340 0.046 1.127 0.116 0.273 0.109 0.087 0.063 0.081 0.005 0.034 X65 0.282 0.333 0.041 1.078 0.117 0.310 0.107 0.095 0.059 0.075 0.004 0.038 X65 0.280 0.325 0.036 1.115 0.110 0.275 0.098 0.089 0.053 0.079 0.005 0.034 AVG 0.290 0.337 0.041 1.130 0.118 0.283 0.105 0.090 0.062 0.080 0.005 0.032 STDEV 0.009 0.008 0.004 0.049 0.004 0.011 0.007 0.005 0.008 0.006 0.000 0.004 RSD 3.1% 2.4% 10.7% 4.3% 3.8% 3.8% 7.1% 5.1% 13.3% 7.2% 9.1% 13.7% Niton Apollo 手持式 LIBS分析仪的性能证明了其具有能够准确而重复地测定碳当量的能力，以及使用拟定公式通过伪元素特征自动计算碳当量的特点。无论是在炼油厂的高空作业、在石油平台上的海上作业还是在管道沟渠中进行检验， NitonApollo 分析仪都是需要保证最高安全性和生产率的许多不同行业进行分析的理想工具。 有关更多信息，请访问 thermofisher.com/NitonApollo 热线 800 8105118电话4006505118www.thermofisher.com S CIENTIFIC For Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures. C Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. All trademarks are the property of Thermo Fisher Scientific and its subsidiaries unlessotherwise specified. 钢的焊接性主要受其碳含量的影响。此外，其他元素（例如锰（Mg）、铬（Cr）、钼（Mo）、钒（V）、铜（Cu）、镍（Ni）和硅（Si））的含量也会影响其碳当量（CE）。这些元素在目前占据市场主导地位的、添加了废钢炼制的电弧炉钢中积累，并进入成品中。最初，碳当量的提出是为给给定的钢成分指定一个数值，以表明其碳的含量，这将有助于表明该钢材的等效淬透性水平。进一步而言，碳当量代表了物料成分对钢的冷裂（氢裂）敏感性的影响。在焊接作业中，碳当量计算用于预测热影响区（HAZ）的淬透性。通过碳当量计算了解化学上的任何差异，就可以确定通过填充金属成分连接在一起的两种物料的特性是否适合该工艺。如果成分之间差异过大，或者碳当量值较高接近不可取值（表1），则在焊接操作之前和焊接过程中可能需要采取特殊的预防措施。焊接预防措施可能包括规定的热处理、使用低氢电极和控制热量输入。这些指南措施很多都已在 NACE（国家腐蚀工程师协会）标准中发布。Niton Apollo 手持式 LIBS 分析仪现在，我们成功推出新的工具可供专业人员进行物料检验。Thermo Scientific™Niton™Apollo™ 手持式 LIBS 分析仪利用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在生产过程中对关键资产进行检验和碳当量计算。Niton Apollo 分析仪重量仅为 6.4 磅（2.9千克），专门用于提供方便、便携式碳含量检测方案– 在许多情况下，无需使用笨重的光学发射光谱（OES）推车。Niton Apollo 分析仪具有高效的激光和高纯度的氩气吹扫功能，可在约 10 秒内提供实验室质量级别的检测结果。除了计算碳当量外，用户还可以鉴定合金等级、运行高级平均和伪元素编程。通过实时显示数据，以实现快速有效的决策。