آشنایی با تهیه PQR , WPS

مقدمه:

روش جوشكاري شامل مشخصات مواد و پارامترهاي موثر بر فرايند جوشکاری مي‌باشد. در واقع مي‌توان با آن كيفيت يك قطعه را تضمين و روش مناسبی را برای کنترل قطعه تدوين کرد. روش جوشكاري, طراحي آن و آزمايشهاي كنترل کيفی كه بر اساس اين روش تأييد مي‌شوند همگي مي‌بايست بر اساس استاندارد تهیه شده و تعريف شده باشد. تهيه و طراحي WPS براي مشخص نمودن پارامترهاي قطعه، الكترود يا سيم جوش مصرفي، فرايند جوشكاري، تنظيمات دستگاهي و... مي‌باشد كه با استفاده از استاندارد AWS D_1.1 و ASME- IX تهيه مي‌گردد.

لازم به توضيح اينكه فرم مشخصات روش جوشكاري در QW-482 استانداردASME-IX  مي‌باشد.

بر اساس استاندارد ASME فرايندهاي مختلف اين‌چنين طبقه‌بندي مي‌شوند:

تهيه و طراحي مشخصات روش جوشكاري(WPS)

براي تهيه WPS با توجه به استاندارد ASME-IX مي‌بايست پاراگرافهاي متعدد با توجه به شناخت كامل از وضعيت مورد نظر تهيه گردند.

1- مشخصات اوليه روش جوشكاري

در سربرگ WPS موارد ذيل مي‌بايست تعيين گردند.

1-1- Project Name                                    نام پروژه

2-1- Date                                                   تاريخ تنظيم

3-1- WPS No                                             كد WPS

4-1- Revision No                                      شماره بازبيني

5-1- Revision Date                                   تاريخ بازبيني

6-1-Welding Process                               فرايند جوشكاري

7-1-Type                                                   نحوه جوشكاري( دستي- نيمه اتوماتيك- اتوماتيك )

8-1- Supporting PQR No                         كد گزارش كيفيت روش جوشكاري

2-  اتصالات (Joints)

با توجه به فرايند جوشكاري مورد نظر از QW- 252 استاندارد  ASME-IX استفاده و پاراگراف مربوطه مشخص مي‌گردد.

1-2- طرح شيار   (Groove Design)

V- Groove، U- Groove، Single- bevel، Double- bevel و موارد غيره مد نظر است.

معمولاً در اين قسمت نوع اتصال ( Butt يا Fillet يا ...) و نفوذي (CJP) يا غير نفوذي بودن نيز مشخص مي‌گردد.

2-2- پشت‌بند   (Backing)

پشت بند جهت جلوگيري ريزش مذاب از ناحيه پشت بند شيار جوش، تغيير در سرعت انجماد جوش، ممانعت از اكسيداسيون مذاب جوش و نفوذ كافي جوش مي‌باشد. معمولاً از يك تسمه فلزي ( فولاد كربني يا مسي)، فلاكس يا جريان گاز آرگون، نيتروژن يا Co2 استفاده مي‌شود.

3-2- مواد و نوع پشت بند( Backing Material Type )

در صورت نياز به پشت بند اين قسمت مي‌بايست تكميل گردد. معمولاً شماره استاندارد نوع مواد مصرفي بر اساس استاندارد DIN يا بقيه استانداردها عنوان مي‌گردد.

4-2- موارد اضافي  (Other)

در اين قسمت معمولاً شكل اتصال مورد نظر به همراه علائم و اعدادي همچون زاويه برش و آماده‌سازي لبه ( پخ )، Root face، Root opening و... نمايش داده مي‌شود. سعي مي گردد در اين مرحله Welding Sequence مراحل يا تناوب پاسهاي جوشكاري نيز مشخص گردد.

3- فلزات پايه (Base Metal)

با توجه به QW-403 استاندارد ASME-IX اين پاراگراف مشخص مي‌گردد. پارامترهاي فلزات پايه مصرفي تأثير مستقيم در انتخاب فرايند جوشكاري، مراحل پاسهاي جوشكاري، عمليات حرارتي و پيش‌گرم و پس‌گرم و نحوه آماده‌سازي قطعات ( پخ ) و 000 دارد.

1-3- عدد مشخصه P ( P.No )

نوع فلزات پايه توسط P.No  مشخص مي‌گردد. كه اين دسته‌بندي در استاندارد ASME-IX قسمت QW- 422 عنوان شده است.

1-3- عدد مشخصه P ( P.No )

 نوع فلزات پايه توسط‍P.No   مشخص مي‌گردد. كه اين دسته‌بندي در استاندارد ASME-IX قسمت QW-422 عنوان شده است.

2-3- عدد مشخصه G ( Group. No)

 در صورت نياز به آزمايش ضربه كه فلزات پايه بخصوصي نياز به اين آزمايش كيفي دارند نيز مي‌بايست تكميل گردد. اساس دسته بندي در Group. No جوش‌پذيري ، تركيب آلياژ و خواص مكانيكي مي باشد.

3-3- محدوده ضخامت ( Thickness Range )

4-3- محدوده قطر لوله (Pip Dia.Range)

قطر لوله مصرفي در صورتيكه قطعه مورد نظر لوله باشد در اين قسمت نوشته مي‌شود. قطر خارجي لوله با علامت O.Dو قطر داخلي آن با علامت I.D مشخص مي‌شود.

5-3- موارد ديگر   (Other)

در صورت نياز به ذكر نكات ديگري كه مربوط به فلزات پايه است در اين قسمت موارد ذكر مي‌گردد.

موارد همچون اندازه جوش گوشه (fillet)و …

4- سيم جوشها (Filler Metals)

جهت انتخاب شباهت بين فلز جوش و فلز پايه از جدول ضميمه  (4-3) براي انتخاب الكترود استفاده مي‌شود. در اين جدول سيم جوش و فلاكس سازگار با فلز پايه به ازاي فرايندهاي مختلف جوشكاري آمده است.

در صورت استفاده از الکترود دستی برای جوشکاری باید نوع الکترود (E6013), قطر و نوع روکش مشخص شود.

در صورت استفاده از جوشکاری تحت گاز محافظ نوع سیم, نوع گاز و دبی گاز بایستی مشخص شود

در صورت استفاده از فرآیند زیر پودری, نوع سیم, قطر آن و نوع پودر بایستی مشخص شود

 الكترودها مي‌بايست قبل از مصرف خشك شوند. الكترودهاي كلاس AWS A5.1 به منظور عدم جذب هيدروژن توسط روكش بايد كاملاً عايق بسته‌بندي مي‌شوند. در صورت باز شدن روكش عايق اين الكترودها لازمست تا قبل از مصرف طبق دستورالعمل  2ساعت حدود 250 سانتيگراد پيشگرم و خشك شوند. الكترودهاي فلاكس AWS A5.5 روكش كم هيدروژني دارند از اين رو مي‌بايست قبل از مصرف اينگونه الكترودها طبق دستورالعمل سازنده آن خشك گردند. بهتر است تمامي الكترودها به محض باز شدن بسته بندي قبل از مصرف در خشك‌كن با حداقل دماي 120 درجه   سانتيگراد نگهداري شوند. جدول ذيل ماكزيمم زمان خروج الكترودها از خشك كن الكترودها در ستون A را نشان مي‌دهد كه نبايد بيش از اين زمان باشد. در صورتيكه الكترودي در محدوده زماني ستون B قرار گرفت، الكترودي كه با شرايط جدول 5 سازگار باشد لازم نيست بيش از يك بار خشك شود. الكترودهاي خيس‌شده به هيچ وجه قابل استفاده نمي‌باشد. در صورت تمايل خريدار برگه تأييديه(Certificate) براي محصول اجباري مي‌باشد.

(Table 9) AWS A5.5

زمان مجاز در اتمسفر قرار گرفتن الكترودهاي كم هيدروژن

1-4- عدد F (F.No)

F.No جهت دسته‌بندي الكترودهاي مصرفي مي‌باشد كه در QW-432 استاندارد ASME آمده است.

در جدول زیر F.No آلياژهاي مختلف نشان داده شده است.

2-4- آناليز فلز جوش يا عدد A (A.No)

A.No در مورد آلياژهاي آهني كاربرد داشته و آناليز جوش در هر فرايند مي‌بايست به روش ذيل محاسبه و سپس بر اساس جدول QW-442، A.No مشخص شده و در WPS عنوان گردد.

الف- براي SMAW، يا آزمايشي براي تشخيص آناليز جوش انجام پذيرد يا بر اساس مدارك كيفيت جوش سازنده آناليز ارائه شده مورد قبول مي‌باشد.

ب: براي GMAW، يا از مشخصات ارائه شده توسط سازنده و يا با شرايط مشابه استاندارد و نمونه آناليز تهيه مي‌شود. در هر دو صورت گاز محافظ بايد مورد استفاده در فرايند باشد.

ج- براي SAW نيز يا از مشخصات سازنده تحت شرايط استفاده از فلاكس مشابه فرايند اجرايي استفاده مي‌شود و يا تحت شرايط كاري نمونه‌آناليز تهيه مي‌شود.

3-4- شماره مشخصات (Spec. No.( SFA)  )

تعداد زيادي از شماره مشخصات سيم جوش توسط AWS تعيين گرديده است. اين تقسيم‌بندي در QW-432 در ASME با پيشوند SF همراه است. شماره مشخصات انواع سيم جوشها بر اساس AWS در ذيل آمده است:

در صورت عدم وجود SAF مي‌توان نام تجاري الكترود را ذكر كرد.

4-4- شماره كلاس و استاندارد الكترود( AWS.No (CLASS))

حرف E مخفف كلمه الكترود جوشكاري قوس الكتريكي است . سيستم شماره‌گذاري بر اساس AWS يك عدد 4 يا 5 رقمي مي‌باشد كه پس از حرف E عنوان مي‌گردد. در جداول ذيل اطلاعات مربوط به اعداد ذكر شده پس از حرف E آمده است.

DCSP = جريان يكسو- قطبيت مستقيم

DCRP = جريان يكسو- قطبيت معكوس

A.C = جريان متناوب

5-4- سايز الكترود (Size Of Electrode )

ضخامت جوش مورد نياز، حالات جوشكاري مورد نياز، ضخامت ورق مصرفي و طرح اتصال جوش     و ... از عوامل تعيين‌كننده سايز الكترود هستند. قاعدتاً براي جوشهاي نفوذي كه دسترسي به پشت‌ جوش جهت جوشكاري امكان‌پذير نيست. از الكترودهاي 3.25 يا 4 ميليمتر براي پاس اول و الكترودهاي با قطر 5 ميليمتر براي پاسهاي بعدي استفاده مي‌گردد. در صورت داشتن پشت‌بند مي‌توان پاس يك را با الكترود 5 ميليمتري نيز جوشكاري كرد. براي الكترودهاي كم هيدروژن معمولاً براي جوشكاري عمودي و بالاي سر قطر‌ها 3.25 و 4 ميليمترو براي جوشكاري‌هاي تخت و افقي قطر 5 ميليمتر استفاده مي‌گردد.

6-4- سايز سيم جوش(Size Of Filler )

نرخ ذوب و ميزان ضخامت جوش مورد نياز از موارد انتخاب سايز سيم جوش مي‌باشد.

7-4- كلاس فلاكس الكترود ( Electrode- Flux(Class) )

انواع كلاس فلاكس الكترود در جدول ذيل آمده است.

8-4- وصله‌هاي مصرف شونده (Consumable Insert)

به منظور حفظ مشخصات طرح اتصال گاهاً از وصله‌هايي استفاده مي‌شود كه بعضاً مصرف شونده هستند و بعداً در ميان جوش قرار مي‌گيرند كه مشخصات آن در AWS داده شده است.

9-4- موارد ديگر(Other)

در صورت تعدد تعداد الكترودها مشخصات با نام تجاري آنها ذكر مي‌گردد.

5- وضعيت جوشكاري(Position)

بر اساس (QW-405) ASME وضعيتهاي تخت (Flat)، افقي (Horizental)، عمودي (Vertical) و بالاي سر (Overhead)

كدهاي ذيل جهت درج در WPS الزامي مي‌باشد.

1-5- وضعيت شيار (Position Of Groove)

دو ستون سمت راست جدول ارائه شده در بالا نشانگر وضعيت شيار مي‌باشند.

2-5- سمت پيشرفت جوشكاري (Progression)

معمولاً از اصطلاحات ذيل استفاده مي‌شود.

·        سر بالا                                                             Upward Or Uphill

·         سر‌پايين                                            Downword Or Downhill

·         چپ‌ به راست               Left To Right ( L   R )                   

·         راست به چپ               ( R   L )                   Left  To  Right

3-5- موارد ديگر (Other)

مشخصات وضعيت جوش گوشه را مي‌توان در اين قسمت عنوان نمود.

6- پيش‌گرمايش ( Preheat)

پيش‌گرم كردن جهت كاهش گراديان حرارتي، كاهش ايجاد ترك و پيچيدگي قطعه مورد نياز مي‌باشد. دماي پيش‌گرم و دماي بين پاسي از نكات مهم بوده و توسط گچ‌هاي حرارتي كنترل مي‌گردند. با كنترل حرارت حوضچه مذاب و دماي اطراف آن مي‌توان از تشكيل فازهاي ناخواسته جلوگيري نمود. جوشكاري ننمودن در محيط كمتر از -18 درجه سانتيگراد و پيشگرم ثابت در فاصله حداقل 76mm = 3 in از محل جوشكاري و رعايت دماي بين پاسي بطوريكه حداقل دماي پيشگرم را دارا باشد از نكات مهم جوشكاري است.

1-6- درجه حرارت پيشگرم (Preheat Temp )

ميزان درجه حرارت مورد نياز جهت پيشگرم در جدول ضمائمTable 3.2  داده شده است. كه به جنس و ضخامت قطعه بستگي دارد.

2-6- درجه حرارت بين پاسي (  Interpass Temp)

درجه حرارت بين پاسي نيز از Table 4.2 بدست مي‌آيد.

3-6- نگهداري پيشگرم ( Preheat Maintenance )

مدت زمان نگهداري در دماي پيشگرم مي‌باشد.

4-6- موارد ديگر ( Other )

مواردي كه نياز به توضيح دارند در اين قسمت بيان مي‌شوند.

7- عمليات حرارتي پس از جوشكاري( تنش‌زدايي)  (Postweld Heat Treatment)

با توجه به QW-407 استاندارد ASMEميتوان عمليات حرارتي پس از جوشكاري موادي كه P.No آنها عبارت است از 1-3-4-5-6-9-10-11 مي‌باشد به شرح ذيل تقسيم‌بندي نمود:

الف- بدون PWHT

ب- PWHT بالاي درجه بحراني بالاي (مانند نرماله‌كردن)

ج- PWHT بالاي درجه حرارت بحراني بالايي به همراه عمليات حرارتي ثانويه زير درجه‌حرارت بحراني پايين ( مانند كوئنچ- تمپر)

ه- PWHT بدون ذكر محدوده درجه حرارتي مشخص

1-7- درجه حرارت ( Temperature )

معمولاً با توجه به رايج بودن عمليات حرارتي براي حالت (ب) يعني زير درجه حرارت بحراني پاييني، تقسيم‌بندي زير براي اين حالت صورت مي‌پذيرد:

در مورد فولادهاي كوئنچ تمپر حداكثر ( 1100º F) 590 درجه سانتيگراد.

براي ساير فولادها در محدوده (1100-1200ºF) 650 درجه سانتيگراد.

درجه حرارت كوره به هنگام قرار دادن نمونه در آن بايد از (600º F) 315 درجه سانتيگراد بیشتر باشد.

2-7- زمان نگهداري  (Time Range)

زمان لازم جهت تنش زدايي بسته به هر اينچ ضخامت قطعه تغيير مي‌كند. معمولاً در مورد فولادهاي كوئنچ تمپر ،درجه حرارت كمتر از ديگر فولادها اختيار مي‌شود لذا بايد زمان تنش زدايي افزايش يابد. درجداول ذيل حداقل زمان نگهداري در كوره تنش زدايي فولادهاي غيركونچ تمپر و ميزان افزايش زمان نگهداري به ازای كاهش درجه حرارت آمده است:

در حين گرم كردن اختلاف دماي دو قسمت از قطعه به فاصله 4.6mm نبايد از 140 درجه سانتيگراد تجاوز نمايد.

در حين نگهداري در درجه حرارت تنش‌زدايي اختلاف دماي هيچ دو نقطه‌اي از قطعه نبايد از 830 درجه سانتيگراد تجاوز نمايد.

براي تنش‌زدايي لوله‌ها، مخزنها و اشكال دوار با استفاده از كه در آن D قطر لوله بر حسب ميليمتر است ضخامت معادل مقطع محاسبه شده و پس از مقايسه بيشترين ضخامت مقطع حقيقي قطعه با مقدار فوق الذكر ، زمان نگهداري و نرخ گرمايش وسرمايش بدست مي‌‌‌‌آيد.

3-7- موارد ديگر( Other)

مواردي همچون نوع كوره و گراف عمليات حرارتي را مي‌توان ذكركرد

8- گاز (  Gas)

بر اساس QW-408 استاندارد ASME تكميل مي‌گردد.

1-8- نوع گاز محافظ (  Shielding Gas)

نوع گاز همچون Ar و Co2 يا ميكس، نيتروژن ذكر ميگردد. در صورتيكه از تكنيك دمش گاز جهت حفاظت پشت شيار جوش استفاده مي گردد، الزامي است .

در فرايندهاي جوشكاري با سوخت گازي (OFW)يا  Oxy Fuel Weldingنوع سوخت (اكسيژن‌،اكسي استيلن ،بوتان يامخلوط اكسيژن و اكسي استيلن ) ذكر ميگردد.

2-8- در صد تركيب مخلوط گاز (Percent Composition Mixture Gas   )

در صد مخلوط گاز يا خلوص آن در اين قسمت ضروري است .

3-8- نرخ جريان گاز (Flow Rate  )

4-8-گاز محافظ پشتي (Gas Backing  )

گاز محافظي كه از پشت بر شيار جوش دميده مي‌‌شوددر اين قسمت ذكر مي گردند .

5-8- تركيب گازمحافظ كمكي (‏Trailing Shielding Gas Composition  )

در صورت استفاده در اين قسمت ذكر ميگردد .

6-8- موارد ديگر (Other  )

در صورت نياز به اطلاعات ديگر در اين قسمت ذكر ميگردد.

9- مشخصات الكتريكي (Electrical Characteristic  )

تغيير در نوع و قطبيت جريان الكتريكي موجب تغيير در كيفيت جوش ميگرددكه يكي از عوامل موثر به ميزان گرماي ورودي مي‌باشد .

1-9- نوع جريان مستقيم با متناوب (Current A.C Or D.C)

در صورت استفاده از جريان D.C نشان دادن قطبيت جريان لازم است . شروع قوس باA.C  مشكل

مي باشد ودر فرايندهاي همچون (TIG ) كه شروع قوس مشكلي ندارد از  A.Cاستفاده مي شود .

2-9- قطبيت (Polarity)

معمولاً در نوع الكترود مثبت عمق نفوذ جوش بيشتر خواهد بود .

علائم اختصاري قطبيتها به شرح ذيل مي باشند .

اتصال الكترود به قطب مثبت در جريان مستقيم ( پلاريته معكوس)

DCEP= Direct current Electrode Position    

اتصال الكترود به قطب منفي در جريان مستقيم ( پلاريته مستقيم)

DCEN= Direct Current Electrode Negative  

3-9- شدت جريان (Ampers Range)

با توجه به نوع فرايند، قطر الكترود، ميزان نفوذ جوش مورد نظر و شدت جريان انتخاب مي‌گردد. شدت جريان مورد نياز

 در فرايندهاي مختلف جوشكاري در جدول ذيل ذكر شده است:

4-9- ولتاژ Volts (Range)

ولتاژ دستگاه معمولا در صورت مدار باز اندازه گيري مي‌شود . دستگاههاي جوشكاري با الكترود دستي در اقسام مختلفV 20-24 و 50-60 V موجود هستند. دستگاههاي زير پودري با 30-40 V كار مي‌كنند.

5-9- موارد ديگر (Other)

موارد مورد نياز ديگر در اين قسمت ذكر ميگردند .

10-تكنيك و روش كار (Technique)-

در QW-410 استاندارد ASME عنوان شده است.

1-10- گروه زنجيري يا موجي(String Or Wave Bead)

در صورت نياز به سرعت بيشتر از گروه زنجيري استفاده مي‌شود.

2-10- سايز كلاهك، نازل يا سوراخ عبور گاز( Orifice Or Gas Cup Size )

مي‌بايست سايز نازل مورد استفاده ذكر گردد.

3-10- تميز‌كاري اوليه و بين پاسي ( برس زدن، سنگ‌زدن،.... )

Initial & Interpass Cleaning ( Brushing- Grinding- etc)                          

مي‌بايست نحوه كاربرد عنوان گردد.

4-10- روش برداشتن پشت جوش ( Method Of Backgouging )

به روشهاي متعدد پشت اولين پاس جوش مي‌تواند برداشته شود. الكترود كربني جهت ايجاد قوس، شعله اكسي‌استيلن و سنگ زدن.

5-10- نوسان (Oscillation)

پارامترهاي موثر بر حركت نوساني الكترود در ماشينها در اين قسمت مطرح است.

6-10- محدوده فاصله تماس لوله با كار (Contact Tube To Work Distance )

در فرايندهاي جوشكاري SAW- GMAW فاصله بين نازل نگهدارنده الكترود جوش با قطعه كار را بيان مي‌كند ( طول موثر الكترود ).

7-10- جوش تك پاسي يا چند پاسي در هر طرف( Multiple Or Singlepass Perside )

عنوان تك يا چند پاس در اين قسمت كافي مي‌باشد.

8-10- الكترودهاي تكي يا چند تايي (Multiple Or Single Electrode)

در اين قسمت تعدد الكترودها ذكر مي‌گردد.

9-10- سرعت حركت ( Travel Speed )

ذكر سرعت كم، نرمال يا زياد يا به صورت محاسباتي در اين قسمت الزامي مي‌باشد.

10-10- مواردديگر ( Other )

در صورت نياز به اطلاعات اضافي در اين قسمت بيان مي‌گردد.

|+| نوشته شده توسط روح اله سیاهپوش در سه شنبه پانزدهم آبان 1386 | موضوع: بازرسي جوش آرشیو نظرات