Por qué es importante

El carbono equivalente (CE o CEV) es un número único que condensa la composición química del acero en un índice de soldabilidad. Para los ingenieros de compras, es una de las herramientas más simples para comparar dos coladas de una misma calidad nominal y predecir cuál dará problemas al contratista de soldadura en obra.

La mayoría de las disputas sobre especificaciones en tuberías y accesorios de acero al carbono (A106, A234, A105, API 5L) se originan en tolerancias químicas o en el carbono equivalente. Este artículo explica la fórmula, sus límites y cómo usarla en sus pedidos.

Datos técnicos clave

La fórmula de carbono equivalente más utilizada es la publicada por el Instituto Internacional de Soldadura (IIW), reconocida en documentos ASTM, EN y API:

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

La fórmula se aplica generalmente a aceros al carbono y al carbono-manganeso con contenido de carbono superior aproximadamente al 0.18%. Por debajo de eso, fórmulas como Pcm (Ito-Bessyo) son más representativas para el riesgo de fisuración por hidrógeno.

Algunos puntos de referencia:

Valor CEV	Interpretación típica
Por debajo de 0.40	Fácil de soldar con procedimientos estándar
0.40 - 0.45	Puede requerir precalentamiento para espesores grandes
0.45 - 0.50	Normalmente requiere precalentamiento, consumibles con hidrógeno controlado
Por encima de 0.50	Alto riesgo de fisuración en frío inducida por hidrógeno; crítica la calificación completa del WPS

API 5L PSL 2 limita el CEV según el contenido de carbono (cláusulas 9.2.4 / 9.2.5). Para C superior a 0.12%, se aplica la fórmula IIW; para C igual o inferior a 0.12%, se usa la fórmula Pcm. Muchas especificaciones EN y ASTM también permiten techos de CEV opcionales como opciones de pedido.

Matriz de decisión: cuándo añadir un límite de CEV

Servicio	Cláusula sugerida en el pedido
Tubería de proceso en tierra, temperatura ambiente	Sin límite de CEV obligatorio (basarse en límites de calidad)
Servicio agrio H2S	CEV 0.43 máx. + NACE MR0175
Bridas para baja temperatura	CEV 0.43 máx. + A350 LF2
Gran espesor de pared superior a 19 mm	CEV 0.42 máx. para facilitar el régimen de precalentamiento
Soldadura en campo por contratistas menos cualificados	CEV 0.40 máx. cuando sea comercialmente viable

Para accesorios de tubería soldados a tope sin costura fabricados en A234 WPB, la norma no limita el CEV por defecto. Si la especificación de su proyecto requiere un límite, debe escribirse en el pedido y notificarse en el certificado de materiales (MTC).

Errores comunes de compra

Usar la fórmula IIW en acero con bajo carbono. Por debajo de 0.18% C, Pcm es mejor predictor del riesgo de fisuración.
Límites copiados entre calidades. Un límite de 0.43 puede ser razonable para A106 Gr B pero excesivo para un A335 P22.
Confundir el CEV de análisis de colada con el CEV de análisis de producto. Se aplican tolerancias; especifique cuál es vinculante.
Olvidar que el CEV no captura elementos residuales. N, B y Ti pueden afectar el comportamiento de la ZAC incluso cuando el CEV parece bajo.
Exigir un límite de CEV sin informar a la fábrica. Las fábricas solo certificarán lo que está en el pedido; una solicitud verbal no es exigible.

Lista de verificación para el comprador

Decida si su proyecto necesita un límite de CEV; documéntelo en el pedido.
Especifique qué fórmula (IIW o Pcm) aplica, y qué análisis (colada o producto).
Solicite el CEV en el MTC para cada colada, no solo un valor típico.
Verifique que los codos de tubería y bridas forjadas correspondientes usen una química compatible con su límite de CEV.
Envíe su consulta con el requisito de CEV claramente indicado a través de nuestra página de consulta.

Fuentes

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/