دستورالعمل جوشکاری WPS در حقیقت نام اختصاری عبارت Welding Procedure Specification است. در ساخت و تولید هر محصول وجود استاندارهای مدون برای ساخت و تولید ضروری می باشد که این امر در مورد جوشکاری نیز صادق بوده و از اهمیت بالایی برخوردار است .
بر طبق کلیه استاندارهای صنعتی، قبل از هر گونه عملیات جوشکاری تهیه روش جوشکاری بطور مکتوب (که از این به بعد WPS نامیده می شود) و گزارش آزمایشات تایید WPS که به آن (PQR Procedure qualification record) می گویند، از حداقل پیش نیازهای شروع به کار جوشکاری می باشد، لذا تمامی سازندگان ملزم به رعایت این پیش نیازها هستند و بدین منظور باید روش جوشکاری (WPS) و همینطور گواهی تائید آن (PQR ) که اعتبار روش جوشکاری است را قبل از شروع به هر نوع کار جوشکاری تهیه و ارائه نمایند.
استاندارهای بین المللی معتبر در زمینه نحوه تهیه WPS و متغییرهای آن و نیز نحوه تائید آن PQR وجود دارند. با توجه به اینکه در تهیه و تائید دستورالعمل جوشکاری سازه های فولادی معمولا از استاندارد امریکایی AWS D1.1 استفاده می شود لذا ما نیز این استاندارد را انتخاب نموده و به طور مختصر به تشریح بندهای یک نمونه از فرم WPS این استاندارد می پردازیم.
WPS در صنعت یک دستورالعمل رسمی و نوشته شده می‌باشد که جزئیات و موارد مختلف مرتبط با فرایند جوشکاری یک قطعه و همچنین اطلاعات ضروری مورد نیاز در جهت تولید یک جوش خاص را مشخص می‌کند. مدرک WPS اطلاعات لازم برای استفاده ی جوشکار نظیر فرایند جوشکاری و نوع جوش و غیره را مشخص کرده است.
دستورالعمل جوشکاری WPS طبق یک استاندارد و کد تهیه می‌شود و باید الزامات ساخت قطعه یا سازه طبق آن استاندارد و کد در WPS رعایت شود. جوشکاری یک فرآیند خاص است و همین خاص بودن آن سبب می‌شود که حین عملیات تولید برای ما مهم و حائز اهمیت باشد و در حقیقیت مراحل حین تولید را با دستور العمل جوشکاری یا WPS جوشکاری مشخص کنیم.
طبق استاندارد ASME مسئولیت تهیه مدارک جوشکاری بر عهده ی سازنده یا پیمانکار می‌باشد. هدف اصلی از تهیه ی WPS علاوه بر اعلام مشخصات و اطلاعات ضروری فرایند جوشکاری، اطمینان حاصل کردن از کیفیت جوش و تضمین آن است. پس از تدوین WPS، بایستی این ارزیابی صورت گیرد که آیا جوش ایجاد شده بر طبق این دستورالعمل، کاملا با مشخصات جوش طراحی شده مطابق خواهد بود؟ به همین علت، دستورالعمل‌های نوشته شده بایستی مورد امتحان و آزمون و تایید تخصصی قرار بگیرد.
در اصطلاحات صنعتی به مدرکی که تایید WPS مربوطه به همراه مواردی همچون مشخصات جنس و ابعاد نمونه آزمون، نتایج آزمون‌های انجام گرفته روی نمونه آزمون جوشکاری شده و به صورت کلی خلاصه ای از اطلاعات ضروری برای جوشکاری در آن گزارش می‌شود، PQR می‌گویند.
PQR مخفف اصطلاح تخصصی Procedure Qualification Record به معنای گزارش تایید دستورالعمل جوشکاری است.به عبارت دیگر دستورالعمل جوشکاری یا WPS یک راهنمای الزام‌آور برای انجام جوشکاری است و هدف از تنظیم WPS مشخص کردن روش جوشکاری و تعریف و بسط متغیرهای جوشکاری را جهت انجام صحیح و رعایت اصول استاندارد می باشد.
استانداردهایی که طبق آن WPS جوشکاری تدوین می‌شود بر اساس استانداردهای بین المللی می باشد، تعدادی از این استادندارد‌ها جهت تهیه WPS بشرح زیر است:
دستور العمل جوشکاری یا WPS، جوشکار را برای رسیدن به یک سازه جوشی با کیفیت مطابق با استانداردهای تعیین شده، کمک می‌کند و هدف از تهیه WPS ارائه یک راهنمای مطمئن و تکرار‌پذیر به جوشکار، برای انجام جوشکاری می‌باشد.
هر WPS مطابق با یک نوع جنس ماده و یک نوع روش جوشکاری تهیه می‌شود و در ادامه خواهیم گفت که کدام پارامتر‌ها در جوشکاری پارامترهای اساسی هستند و در صورتی که عوض بشوند، دیگر WPS قبلی قابل استفاده نیست.
ASME بیان می کند WPS مدرکی است که راهنمایی های لازم را برای انجام جوشکاری بر اساس الزامات کد ارائه می کند . به بیان دیگر هدف از تنظیم یک WPS مشخص کردن جزئیات فرآیند جوشکاری قطعه مورد نظر است. دستورالعمل جوشکاریWPS در حقیقت از پیش مقادیر و محدوده تغییرات پارامترهای دخیل در جوشکاری را مشخص کرده و مشخصات مواد مورد جوشکاری را نیز دارا است.
پس یک دستورالعمل جوشکاری کنترل کننده و متضمن کیفیت قطعه جوشکاری شده می باشد . بدین ترتیب شرط لازم برای آغاز هر فعالیت جوشکاری در دست داشتن WPS می باشد.
اجازه بدهید قبل از پاسخ به این سؤال، پرسش دیگری را مطرح کنم، اعتبار پول ملی ما چیست؟ خب امیدوارم که توانسته باشم کمی قضیه را روشن کنم، اعتبار پول هر کشوری بطور کلی به پشتوانه سرمایه آن کشور اعم از ذخیره طلا، تولیدات ناخالص و…. است. خب حال برگردیم به سر بحث اصلی خودمان، اعتبار WPS از نمونه‌های آزمایشی که قبلاً با همین دستور العمل جوشکاری، جوش داده شده‌اند می‌آید.
به‌عبارت دیگر در ابتدا یک WPS اولیه یا مقدماتی نوشته می‌شود سپس با استفاده از تست نمونه یا تست کوپن در آزمایش‌های مختلف، اعتبار دستور العمل جوشکاری نوشته شده مشخص می‌شود. که دو حالت دارد.
به نتایج حاصل از کوپن یا قطعه تست که با یک WPS جوشکاری مشخص تست شده است PQR یا نتایج کیفیت دستورالعمل جوشکاری که مخفف کلمه انگلیسی Procedure Qualification Record است، گفتــه می‌شود.
به عبارت دیگر PQR یک دستور العمل برای تست قطعه جوشکاری شده است، که بستگی به استاندارد مربوطـــه می‌تواند تعدادی از تستهای رایج مکانیک مانند: تست خمش، تست ضربه، تست سختی و…. باشد.
مواردی که می بایست در WPS تنظیم شده بر اساس استاندارد API 1104 لحاظ گردد عبارتند از:
برای تهیه WPS با توجه به استاندارد ASME-IX می بایست پاراگراف های متعدد با توجه به شناخت کامل از وضعیت مورد نظر تهیه گردند:
در سربرگ WPS موارد ذیل می‌بایست تعیین گردند.
با توجه به فرایند جوشکاری مورد نظر از QW- 252 استاندارد ASME-IX استفاده و پاراگراف مربوطه مشخص میگردد.
Double- bevel ، Single- bevel، U- Groove، V- Groove و موارد غیره مد نظر است.
معمولاً در این قسمت نوع اتصال Butt یا Fillet یا … و نفوذی (CJP) یا غیر نفوذی بودن نیز مشخص میگردد.
پشت بند جهت جلوگیری ریزش مذاب از ناحیه پشت بند شیار جوش، تغییر در سرعت انجماد جوش، ممانعت از اکسیداسیون مذاب جوش و نفوذ کافی جوش می‌باشد. معمولاً از یک تسمه فلزی ( فولاد کربنی یا مسی)، فلاکس یا جریان گاز آرگون، نیتروژن یا Co2 استفاده می‌شود.
در صورت نیاز به پشت بند این قسمت می‌بایست تکمیل گردد. معمولاً شماره استاندارد نوع مواد مصرفی بر اساس استاندارد DIN یا بقیه استانداردها عنوان میگردد.
در این قسمت معمولاً شکل اتصال مورد نظر به همراه علائم و اعدادی همچون زاویه برش و آماده‌سازی لبه ( پخ )، Root face، Root opening و… نمایش داده می‌شود. سعی می گردد در این مرحله Welding Sequence مراحل یا تناوب پاس های جوشکاری نیز مشخص گردد.
با توجه به QW-403 استاندارد ASME-IX این پاراگراف مشخص میگردد. پارامترهای فلزات پایه مصرفی تأثیر مستقیم در انتخاب فرایند جوشکاری، مراحل پاسهای جوشکاری، عملیات حرارتی و پیشگرم و پس‌گرم و نحوه آماده‌سازی قطعات ( پخ ) و … دارد.
نوع فلزات پایه توسط P.No مشخص میگردد. که این دسته‌بندی در استاندارد ASME-IX قسمت QW- 422 عنوان شده است.
در صورت نیاز به آزمایش ضربه که فلزات پایه بخصوصی نیاز به این آزمایش کیفی دارند نیز می‌بایست تکمیل گردد. اساس دسته بندی در Group. No جوش‌پذیری ، ترکیب آلیاژ و خواص مکانیکی می باشد.
قطر لوله مصرفی در صورتیکه قطعه مورد نظر لوله باشد در این قسمت نوشته می‌شود. قطر خارجی لوله با علامت O.Dو قطر داخلی آن با علامت I.D مشخص می‌شود.
در صورت نیاز به ذکر نکات دیگری که مربوط به فلزات پایه است در این قسمت موارد ذکر میگردد. موارد همچون اندازه جوش گوشه (fillet)و …
جهت انتخاب شباهت بین فلز جوش و فلز پایه از جدول ضمیمه برای انتخاب الکترود استفاده می‌شود. در این جدول سیم جوش و فلاکس سازگار با فلز پایه به ازای فرایندهای مختلف جوشکاری 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.
الکترودها می‌بایست قبل از مصرف خشک شوند. الکترودهای کلاس AWS A5.1 به منظور عدم جذب هیدروژن توسط روکش باید کاملاً عایق بسته‌بندی می‌شوند. در صورت باز شدن روکش عایق این الکترودها لازمست تا قبل از مصرف طبق دستورالعمل ۲ساعت حدود ۲۵۰ سانتیگراد پیشگرم و خشک شوند. الکترودهای فلاکس AWS A5.5 روکش کم هیدروژنی دارند از این رو می‌بایست قبل از مصرف اینگونه الکترودها طبق دستورالعمل سازنده آن خشک گردند.
بهتر است تمامی الکترودها به محض باز شدن بسته بندی قبل از مصرف در خشک‌کن با حداقل دمای ۱۲۰ درجه سانتیگراد نگهداری شوند. الکترودهای خیس‌شده به هیچ وجه قابل استفاده نمی‌باشد. در صورت تمایل خریدار برگه تأییدیه (Certificate) برای محصول اجباری می‌باشد.
بر اساس ASME وضعیتهای تخت (Flat)، افقی (Horizental)، عمودی (Vertical) و بالای سر (Overhead)
پیشگرم کردن جهت کاهش گرادیان حرارتی، کاهش ایجاد ترک و پیچیدگی قطعه مورد نیاز می‌باشد. دمای پیشگرم و دمای بین پاسی از نکات مهم بوده و توسط گچ‌های حرارتی کنترل می‌گردند. با کنترل حرارت حوضچه مذاب و دمای اطراف آن میتوان از تشکیل فازهای ناخواسته جلوگیری نمود.
جوشکاری ننمودن در محیط کمتر از ۱۸- درجه سانتیگراد و پیش گرم ثابت در فاصله حداقل 76mm= 3in از محل جوشکاری و رعایت دمای بین پاسی بطوریکه حداقل دمای پیشگرم را دارا باشد از نکات مهم جوشکاری است.
بر اساس QW-408 استاندارد ASME تکمیل میگردد.
نوع گاز همچون Ar و Co2 یا میکس، نیتروژن ذکر میگردد. در صورتیکه از تکنیک دمش گاز جهت حفاظت پشت شیار جوش استفاده می گردد، الزامی است .
در فرایندهای جوشکاری با سوخت گازی (OFW)یا Oxy Fuel Weldingنوع سوخت (اکسیژن،اکسی استیلن ،بوتان یامخلوط اکسیژن و اکسی استیلن ) ذکر میگردد.
در صد مخلوط گاز یا خلوص آن در این قسمت ضروری است .
گاز محافظی که از پشت بر شیار جوش دمیده می‌‌شوددر این قسمت ذکر می گردند .
ترکیب گازمحافظ کمکی Trailing Shielding Gas Composition
در صورت استفاده در این قسمت ذکر میگردد .
تغییر در نوع و قطبیت جریان الکتریکی موجب تغییر در کیفیت جوش میگرددکه یکی از عوامل موثر به میزان گرمای ورودی می‌باشد .
در صورت استفاده از جریان D.C نشان دادن قطبیت جریان لازم است . شروع قوس باA.C مشکل می باشد و در فرایندهای همچون (TIG )که شروع قوس مشکلی ندارد از A.Cاستفاده می شود .
معمولاً در نوع الکترود مثبت عمق نفوذ جوش بیشتر خواهد بود .
علائم اختصاری قطبیتها به شرح ذیل می باشند .
DCEP= Direct current Electrode Position
DCEN= Direct Current Electrode Negative
با توجه به نوع فرایند، قطر الکترود، میزان نفوذ جوش مورد نظر و شدت جریان انتخاب میگردد.
ولتاژ دستگاه معمولا در صورت مدار باز اندازه گیری می‌شود . دستگاههای جوشکاری با الکترود دستی در اقسام مختلفV 20-24 و ۶۰-۵۰ V موجود هستند. دستگاه های زیر پودری با ۴۰-۳۰ V کار می‌کنند.
در QW-410 استاندارد ASME عنوان شده است. گروه زنجیری یا موجی (String Or Wave Bead) در صورت نیاز به سرعت بیشتر از گروه زنجیری استفاده می‌شود.
سایز کلاهک، نازل یا سوراخ عبور گاز (Orifice Or Gas Cup Size) می‌بایست سایز نازل مورد استفاده ذکر گردد.
Initial & Interpass Cleaning (Brushing- Grinding- etc) می‌بایست نحوه کاربرد عنوان گردد.
به روش های متعدد پشت اولین پاس جوش می‌تواند برداشته شود. الکترود کربنی جهت ایجاد قوس، شعله اکسی‌استیلن و سنگ زدن.
پارامترهای موثر بر حرکت نوسانی الکترود در ماشین ها در این قسمت مطرح است.
در فرایندهای جوشکاری SAW- GMAW فاصله بین نازل نگهدارنده الکترود جوش با قطعه کار را بیان می‌کند ( طول موثر الکترود )
عنوان تک یا چند پاس در این قسمت کافی می‌باشد.
در این قسمت تعدد الکترودها ذکر میگردد.
ذکر سرعت کم، نرمال یا زیاد یا به صورت محاسباتی در این قسمت الزامی می‌باشد.
در صورت نیاز به اطلاعات اضافی در این قسمت بیان میگردد.
در یک فرم WPS که مطابق با استاندارد تهیه شده‌است، اولین قسمت مربوط به مشخصات می‌باشد و ذکر موارد زیر الزامی است:
| Report No: Inspection Date Revision Date Page |
Welding Procedure Specification (WPS) |  |
| Case Record NO: | Manufacturer | Cilent |
| WPS NO. REN: | Project | |
| Referencing Code: | Supporting PQR NO | DWg. NO/Rev: |
| Welding Process (es)/Type(s): | Date: |
| WELDING SEQUENCE | JOINT DESIGN |
| BASE METAL | |||||||||||
| P-NO: Group NO: TO P-NO: Group NO: | |||||||||||
| Specification/Grade: TO Specification/grade: | |||||||||||
| Pipe Dia. Range: | Thickness Range: | ||||||||||
| CONSUMABLEMATERIAL | |||||||||||
| AWS Classification: | Specification NO: | ||||||||||
| A-NO: | F-NO: | ||||||||||
| Flux/Electrode Cover Type: | Size of filler Metal: | ||||||||||
| POSITION | SHIELDING GAS | ||||||||||
| Position of Groove WELD: | Purity: | Shielding Gas Type: | |||||||||
| Position of Fillet weld: | Percent of composition: | ||||||||||
| Welding Progression: | Flow Rate: | ||||||||||
| PWHT | PREHEAT&INTERPASS TEMP | ||||||||||
| Cooling&Heating Rate: | Temp. Range: | Min. Preheat Temp: | |||||||||
| Time Range: | Max. interpass Temp: | ||||||||||
| ELECTRICAL CHARACTERISTICS | |||||||||||
| Polarity: | Current Type: | ||||||||||
| Voltage Range: | Amper Range: | ||||||||||
| Heat Input(max): | Electrode Wire Feed Speed Range: | ||||||||||
| Tungsten Electrode Type and Size: | Mode of Metal Transfer for GMAW: | ||||||||||
| TECHNIQUE | |||||||||||
| Multi or Sing Pass; | Stringer or weave Bead: | ||||||||||
| Back Gouging Method: | Initial and lnterpass Cleaning: | ||||||||||
| Travel Speed : | Orifice or Gas cup size: | ||||||||||
| Oscillation: | Contact Tube to work Distance: | ||||||||||
| Peening: | Multiple or Single Electrode: | ||||||||||
| WELDING PARAMETERS | |||||||||||
| Travelspeed | Voltage | Current | FillerMetal | Process(es) | Pass(es) | ||||||
| Amp | polarity | Dia(mm) | class | ||||||||
| Approved By: | Checkedby: | Prepared: | |||||||||
| Mob:+98 0912 3628898 | WEB:WWW.IPBHSE.IR |
Tel:+98 21 56791941
|
|||||||||
روشن است که مفاد قرارداد مشخص کننده استاندارد یا کد مورد استفاده در تهیه مدارک PQR,WPS و WPQ خواهد بود . به عبارت دیگر مدارک باید بر اساس نیازهای کارفرما و بنا به تایید مشاور طرح توسط سازنده (پیمانکار) تهیه شود .
لازم به تذکر است که هدف تمامی استانداردهای ذکرشده یکسان و ایجاد اطمینان ازکیفیت جو شکاری است و تنها در پاره ای از موارد با یکدیگر تفاوت خواهند داشت اما در بحث کلان تر مدیریت کیفیت جوشکاری، به استانداردهای دیگری نیز باید توجه کرد.
PQR یا Procedure Qualification Record همانطور که از اسمش پیداست روشی برای گزارش و ثبت صلاحیت و کیفیت جوش می باشد.
PQR نتایج آزمایشات مخرب و غیر مخرب در مورد یک نوع مشخص جوش است.که از طرف آزمایشگاه های معتبر باید ارائه شود. از آنجا که جوشکاری یکی از پرکاربردترین اتصالات در صنایع مختلف می باشد، کیفیت مواد اولیه، روش جوشکاری، فرآیند
جوشکاری وجنس نهایی فلز حاصل از جوش باید با استاندارد ها تطابق داشته باشد. اینکه تست PQR چیست و مطابق کدام آزمایشات مختلف (به ویژه تست مخرب) نوشته شده، باید در گزارش صلاحیت جوش PQR قید شود.علاوه بر نتایج آزمایش نهایی، روش های ایجاد نمونه جوشکاری نیز باید در PQR ثبت شود.
هدف از انجام آزمایش‌های تعیین کیفیت روش جوشکاری این است که نشان دهیم کیفیت مواد اولیه، روش و فلز جوش حاصله با آنچه در WPS خواسته شده یکسان است که این کار توسط تهیه PQR طی مراحل زیر صورت می‌گیرد:
فرض کنید دفترچه WPS را برای تهیه PQR در اختیار دارید. مراحل زیر برای تهیه PQR پیشنهاد می شود
جهت ارزیابی و تائید دستورالعمل جوشکاری WPS نیاز به انجام یکسری آزمایشات تعریف شده از سوی استاندارد می باشد. مطابق استاندارد AWS D1.1 دستورالعمل های جوشکاری از نظر ارزیابی دو نوع می باشند:
تائید صلاحیت جوشکار یا به انگلیسی Welder Qualification فرآیندی است که توانایی جوشکار را برای انجام جوشکاری بر اساس کد‌ها و استانداردهای جوشکاری پس از یک روش جوشکاری ارزیابی می‌کند، این صلاحیت می‌تواند منجر به صدور گواهینامه جوشکار WQTشود.
تأیید و گواهی صلاحیت جوشکار، در طول سالیان متمادی بحث‌های زیادی را برانگیخته است. چندین استاندارد ملی و بین‌المللی وجود دارد که به صلاحیت جوشکار پراخته‌اند. به عنوان مثال ISO، EN، ASME و AWS بخش‌هایی وجود دارد که در این مورد صحبت شده است که گاهاً موجب سردرگمی افراد شاغل در صنعت جوش شده است.
کدهای بین‌المللی مرتبط با جوشکاری مانند: ASME SEC IX ،AWS D1.1. و ASME B31.3 یا استانداردهای ISO9606 ، EN15085 و EN1090 سازنده را ملزم می‌کنند که برای ساخت یک سازه‌ی جوشکاری از جوشکاران تائید صلاحیت شده بهره ببرند.
در تمام کد‌ها و استانداردهای جوشکاری، موضوع صلاحیت جوشکار برای بررسی توانایی جوشکار، برای انجام یک جوش که عاری از عیوب جوشکاری مانند: ترک جوشی، عدم ذوب LOF و عدم نفوذ LOP و غیره باشد؛ مد نظر قرار گرفته است.
تست کوپن صلاحیت جوشکار WQT یا به انگلیسی Welder Qualification Test Coupon، یک قطعه نمونه است که برای ارزیابی میزان مهارت جوشکار، توسط وی جوشکاری می‌شود.
ابعاد کوپن که در کد بخش ۹ ASME آمده است برای کوپن صفحه دارای طول حداقل ۱۵۰ میلیمتر (۶ اینچ) و عرض حداقل ۱۰۰ میلیمتر (۴ اینچ) می‌باشد و برای کوپن لوله این باید بر هر طرف، طول لوله حداقل ۱۵۰ میلیمتر باشد.
(2 votes, average: 5,00 out of 5)
Loading...
