Bevezetés
A WPS (Welding Procedure Specification) egy műszaki dokumentum, amely minden fontos elemet tartalmaz, amelyeket figyelembe kell venni az alkatrészek hegesztéssel történő összekapcsolásakor.
A WPS határértékeket vagy paraméter-tartományokat tartalmaz, mint például az áram típusa, az alapfém vastagsága, a nem nemesfém típusa stb.
Egy hegesztési eljárás csak az abban meghatározott határokon belül érvényes.
A WPS-t a berendezés, szerkezet, hegesztési fogyóeszközök, alapanyagok tervezőjének és/vagy gyártójának előírásai alapján és a kivitelező specifikációja szerint kell elkészíteni, a vonatkozó szabványok vagy szabályzatok által meghatározott követelmények betartásával.
Mikor van szükség új WPS-re?
Ha egy eljárással nem lehet jó minőségű varratokat készíteni a meghatározott határértékek túllépése nélkül, akkor új hegesztési eljárást kell alkalmazni.Ez egy egyszerű megállapítás, és minden típusú hegesztési változóra érvényes, további részleteket lásd alább.
A hegesztési eljárás minősítése
A legtöbb minősítési szabvány előírja, hogy a hegesztési eljárást minősíteni kell, mielőtt azt a hegesztési varratok gyártásában használják. Erre azért van szükség, hogy a hegesztett kötés elérje a kívánt minőséget.A berendezések gyártásához használt anyagok ismert mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A berendezés tervezése ezeken a tulajdonságokon alapul.
Ha a berendezést két vagy több anyag hegesztésével állítják elő, biztosítani kell, hogy ez a kötés ugyanolyan ellenálló legyen, mint a felhasznált anyagok. Ehhez a tervezőnek tudnia kell, hogy a hegesztett kötés milyen tulajdonságokkal rendelkezik.
A hegesztésnél a hőmérséklet hatásai miatt nem elég csak az alapfém és a hegesztési fém tulajdonságait külön-külön ismerni.
Ismerni kell a teljes hegesztett kötés mechanikai tulajdonságait is (Az alapfém, a hőhatászóna és a hegesztett fém). Ez a hegesztési eljárás minősítésével történik.
A hegesztési eljárás minősítése az a módszer, amellyel egy adott eljárás bizonyítottan alkalmas a megfelelő minőségű hegesztett kötések előállítására.
A minősítés próbadarabok hegesztésével, a korábban megállapított eljárás szerint, valamint a próbadarabból kinyert próbatesteken végzett vizsgálatok eredményeinek értékelésével történik.
Az eredményeket a vonatkozó minősítési szabvány által meghatározott elfogadási kritériumok alapján értékelik.
A próbadarab hegesztése után felül kell vizsgálni a hegesztési paraméter-tartományokat, hogy a ténylegesen használt értékek összhangba kerüljenek a vonatkozó minősítési szabványokban megengedett tűrésekkel.
Előminősített hegesztési eljárások
Ezek olyan hegesztési eljárások, amelyek akkor alkalmazhatók, ha bizonyos nem nemesfémekkel és hegesztési fogyóeszközökkel kapcsolatos tapasztalatok és ismeretek hosszú időn keresztül végzett szervizelés révén bizonyították egy adott eljárás alkalmasságát.Előminősített eljárást csak akkor lehet alkalmazni, ha az eljárás minősítési szabványa, specifikációi, gyártási szabványai stb.
Előminősített eljárásoknál nem szükséges a minősítési teszteket elvégezni.
Ha egy előminősített eljárás alkalmazása nem megengedett (vagy például ha az eljárás nem felel meg az előzetes minősített eljárásnak való minősítés követelményeinek), a hegesztési eljárás megfelelőségét tesztekkel és/vagy vizsgálatokkal kell igazolni. . És az eredmények értékelése, ahogy azt az elfogadott szabvány vagy specifikáció megköveteli.
A hegesztési eljárások minősítésének követelményei szabványonként igen eltérőek.
Az egyik szabvány szerint készült minősítés általában nem érvényes egy másik szabványra.
Ezért szükséges, hogy a hegesztési ellenőr tisztában legyen azzal, hogy az eljárások minősítése során betartják a vonatkozó szabvány előírásait.
Előminősített vagy már minősített?
Elég gyakori, hogy az emberek összekeverik az „előminősített” eljárást a „már minősített” eljárással. Technikai szempontból vannak különbségek.A „már minősített” eljárás az, amelyet a szolgáltatást végző cég a minősítési előírásoknak megfelelően tesztelt/tesztekre bocsátott. Az ezzel a folyamattal előállított dokumentum egy WPQR, majd egy WPS jön létre a gyártáshoz/munkához.
Az „előminősített” eljárás és minden kritériuma közvetlenül a szabványból származik. A folyamat által generált dokumentum egy WPS, és a WPQR nem szükséges.
A „már minősített” eljárást általában elfogadják az új művekben, mivel ezt az újrafelhasználást maguk a minősítési szabványok is előírják.
Használata azonban nem lehet válogatás nélküli, és egy „már minősített” eljárás alkalmazhatóságának elemzéséhez műszaki ismeretekkel rendelkező szakember szükséges egy új műben.
Az előre minősített eljárások alkalmazása viszont már sokkal kevésbé elfogadott. Vegye figyelembe, hogy egyes vállalatok nem fogadják el az előzetesen minősített eljárásokat.
Az a véleményem, hogy ez a döntés rendkívül konzervatív, sőt retrográd. Elképesztő, hogyan pazarolunk pénzt egy hegesztési eljárás minősítésének (újra) elvégzésével az alábbi feltételek mellett:
- Kiváló hegeszthetőségű anyag, például alacsony széntartalmú acél.
- Felhasználások, például lépcsők.
- Nagyon részletes feltételek és paraméterek, mint például az AWS D1.1.
Előzetes hegesztési eljárás specifikáció (pWPS)
Az előzetes WPS egy tudás, múltbeli tapasztalat vagy próba-hiba „technika” alapján készült dokumentum. Ez annak leírása, hogyan szeretné hegeszteni a próbadarabot.Gyakran előfordul, hogy a pWPS-ben javasolt hegesztési paramétereket a minősítést végző hegesztő kisebb mértékben módosítja. Biztosítanunk kell, hogy ezek a tényleges változások vagy paraméterek beépüljenek a WPQR-be.
Minősítő hegesztés után a próbadarabok bevizsgálásra kerülnek, és ha megfelelnek a vizsgán, akkor a minősítés sikeres. A WPQR kidolgozható, és ez lesz az alapja a hegesztési eljárás specifikációjának (végleges WPS) felépítésének.
Vegye figyelembe, hogy az előzetes WPS nem kötelező minden szabványban, de ez továbbra is jó mérnöki gyakorlat. Az ASME IX például nem igényel előzetes WPS-t, lásd a IX-10-22 értelmezést.
Képesítési szabványok
A nem megfelelő hegesztések bizonyos típusú szerkezetek vagy berendezések, például hajók, hidak, csővezetékek, gépjármű-alkatrészek és nyomástartó edények gyártása során súlyos anyagi és végső soron emberi veszteségeket és környezeti károkat okozhatnak.Az ilyen előfordulások lehetőségének minimalizálása és a folyamat nagyobb egységességének, ellenőrzésének és nyomon követhetőségének biztosítása érdekében a különböző alkalmazásokhoz szükséges hegesztési műveleteket és a hegesztéssel kapcsolatos egyéb szempontokat különböző kódok és előírások szabályozzák.
A hegesztési eljárások, hegesztők és hegesztők minősítésére vonatkozó kötelező követelményeket ezek a dokumentumok tartalmazzák vagy hivatkoznak rájuk.
A hegesztőmérnök feladata, hogy a tervezési előírásokon vagy a beszerzési dokumentumokon keresztül meghatározza a hegesztést szabályozó szabványt és azt, hogy ezek a dokumentumok milyen minősítési követelményeket határoznak meg.
ASME IX. Szakasz – Hegesztő és keményforrasztó képesítések
Ez egy szabvány, amelyet olyan berendezésekre alkalmaznak, mint a kazánok, csővezetékek, nyomástartó edények, nukleáris alkatrészek. Az „ASME kazánok és nyomástartó edények” szabvány minden szakasza a „IX. Szakaszra” hivatkozik a minősítések tekintetében.API szabvány 1104 – Hegesztő csővezetékek és kapcsolódó létesítmények szabványa
Ez egy egyedülálló minősítési szabvány a csővezeték-hegesztéshez. Általában a földi csővezetékekre korlátozódik itt, Brazíliában.AWS D1.1 – AWS szerkezeti hegesztési kód – acél
Ez a szabvány acél fémszerkezetek hegesztésére vonatkozik. Vannak más „D” betűk is, amelyek alumínium, rozsdamentes acél stb. Hegesztésével foglalkoznak...Ez a dokumentum a képesítésekre vonatkozó saját követelményeit tartalmazza, amelyek kötelezőek, ha a hegesztési munkáknak meg kell felelniük az AWS D1 szabványnak. 1.
Az alábbi táblázat a megadott minősítési szabványokkal rendelkező berendezések leggyakoribb tervezési és gyártási szabványait mutatja be.
A minősítési szabvány meghatározása után minden egyes esetre külön követelményeket lehet megállapítani az eljárások, valamint a hegesztők és hegesztők minősítésére vonatkozóan.
Mint korábban említettük, a minősítés a próbadarabokból kinyert, előzetesen megállapított eljárás szerint hegesztett próbatesteken végzett vizsgálatok eredményeinek értékelésével történik.
Próbadarabok előkészítése
A próbadarabok elkészítése a hatályos minősítési szabvány követelményei és a minősítendő hegesztési eljárás információi alapján történik.A próbadarab-előkészítéssel kapcsolatos elemek össze vannak kapcsolva.
Az elemzésnek tehát együttesnek kell lennie, szem előtt tartva, hogy a vonatkozó szabvány korlátain belül mindig a legkisebb számú próbadarab a kívánatos.
A tesztszelvények fajtái
A próbadarab lehet cső, lap vagy ezek kombinációja. A típust nem mindig tekintjük lényeges változónak, vagyis olyan változónak, amelyhez változás esetén újraminősítés szükséges.Általában a próbadarabnak reprezentatívnak kell lennie az elvégzendő munkára vonatkozóan. Ha a minősítés csőhegesztésre vonatkozik, a próbadarab lehetőleg cső legyen, a szükséges próbadarabok számának csökkentése érdekében.
A tesztszelvény anyaga
Általában a próbadaraboknak ugyanabból az anyagból kell lenniük, mint a berendezésnek. A képesítések számának csökkentése érdekében a szabványok kivételeket határoznak meg, amelyeket lehetőség szerint át kell venni.A szabványok az anyagokat csoportosítják, hogy megkönnyítsék a hegesztendő berendezéshez hasonló anyagok használatát. Például az ASME Sec. IX, a próbadarabnak ugyanazzal a „P-számmal” kell rendelkeznie, mint a berendezésnek (azonos hegeszthetőségű anyagokat azonos szám alá soroljuk).
Továbbá, az ASME Sec. IX, a hegesztők minősítéséhez az anyag lehet szénacél (P = 1), még akkor is, ha a berendezés más anyagból van (lásd ASME Sec. IX. QW-310.4).
Az anyagválasztást mindig a szabványok követelményei, valamint a megengedett kivételek között az anyag rendelkezésre állása és költsége alapján kell megválasztani.
A tesztszelvény méretei
A próbadarabnak olyan méretekkel kell rendelkeznie, amelyek lehetővé teszik az előre jelzett minták eltávolítását. Egy tesztlemez hosszának meghatározásához például ismerni kell a próbatestek mennyiségét és szélességét. A próbadarab szélessége a próbatestek hosszától függ.Az AWS D1 szabvány. Az 1. Ábra közvetlenül meghatározza a méreteket, és csak az ellenőrnek kell meghatároznia a konkrét használni kívánt konstrukciót.
Az ASME Sec. A IX külön mutatja a minták eloszlását és méreteit, a felhasználandó méretek megállapítását az ellenőrre bízza.
MEGJEGYZÉS: A méretek mm-ben vannak megadva, és a minimális méreteket jelentik
A tesztszelvény vastagsága
A próbadarab előkészítése előtt meghatározandó egyik legfontosabb tényező a darab vastagsága. Ennek az az oka, hogy a próbadarab vastagsága határozza meg a vizsgálat által minősített vastagsági határokat.Általában a próbadarab vastagsága legalább a fele legyen az eljárásban megállapított maximális vastagságnak. Mindenesetre a próbadarab vastagsága egy bizonyos vastagságtartományra jellemző. Az API Std szabvány. Az 1104 például bizonyos vastagságcsoportokra korlátozza a minősítést.
A vastagság megfelelő megválasztása csökkenti a próbadarabok számát.
A tesztszelvény átmérője
Ha a próbadarab cső, elemezni kell az átmérőnek a minősítés érvényességére gyakorolt hatását.A minősítési szabványok ebben a tekintetben eltérőek. Az ASME Sec. IX például az átmérő csak a hegesztők minősítését befolyásolja (lásd az alábbi táblázatot). Ha a cső átmérője lényeges változó, akkor az átmérők egy tartományát képviseli, és a választást úgy kell meghozni, hogy az lefedje az eljárás által előírt tartományt.
Hegesztési pozíció
A pozíció befolyásolja a hegesztési energiát és a hegesztési varratok nehézségét, így közvetlenül befolyásolja az eljárások és a hegesztők/hegesztők képzettségét.Ennek fényében a szabványok meghatározzák az egyes pozíciók alaphelyzeteit és tartománytartományát, amely alapján megállapítható, hogy a próbadarabot milyen pozícióban kell hegeszteni.
Amikor a hegesztési pozíciót lényeges változónak tekintjük, a minősítést arra a helyzetre kell korlátozni, amelyben az alkatrészt hegesztik, vagy a vonatkozó szabvány szerint két vagy több pozícióra, például nálunk az AWS D1 szabvány .1.
Konkrét esettel szembesülve ellenőrzik, hogy az eljárás mely hegesztési pozíciókat ír elő, a hegesztési helyzet lényeges változó-e a minősítési szabványban a hegesztési eljáráshoz, és ha igen, milyen korlátai vannak a pozícióknak.
Hegesztési fogyóanyag
A felhasználandó fogyóanyag helyes specifikációja a hegesztett kötés épségéhez kapcsolódik, hogy garantálni lehessen a projekt által megkívánt mechanikai tulajdonságokat.A fogyóeszközök csoportosítása eltérően történik, az API 1104 szabvány 11 csoportot határoz meg, az AWS D1.1 szabvány a fogyóeszközöket az alapanyag típusával korrelálja, az ASME szabvány IX. Szakaszában a fogyóeszközök az F számon keresztül vannak megadva, a jelzett módon. A QW 432. Bekezdésben.
Az alábbi táblázat szemlélteti a hegesztőanyagok API1104 szabvány szerinti csoportosítását.
A hegesztendő kötés előkészítése
A hézag-előkészítésnek reprezentatívnak kell lennie a hegesztendő berendezés tényleges állapotára. Így a letörés típusának és méreteinek, a szerelési segédeszközöknek és a hézag tisztításának meg kell felelnie a valós körülményeknek.Egyes szabványok (pl. AWS) alapvető változóként határozzák meg a letörés típusát. Erre tekintettel az eljárásban előírt letörés típusoktól függően a próbadarabok száma befolyásolható.
A minták eltávolítása
A hegesztési eljárás információi és a minősítési szabvány változói alapján készült próbadarab definíciójából meghatározhatók a próbatestek levételére és előkészítésére vonatkozó követelmények.Most már minden követelmény a próbadarabtól és a minősítési szabványtól függ. A próbadarabból, mert függenek a próbadarab típusától, vastagságától és átmérőjétől (csöveknél) és a minősítési szabványtól, mert a szabványoknak ebben a tényezőben is kizárólagos követelményei vannak az eljárási minősítésre, valamint a hegesztők, ill. Hegesztő kezelők.
Bizonyíték-visszavonási pozíció
Általában a minta kihúzási helyzete a minősítési szabványtól, a próbadarab típusától, a kémcső átmérőjétől és a próbadarab vastagságától függ.Az alábbi 3 ábra szemlélteti a testek eltávolításának helyzetét a legáltalánosabb minősítési szabványok követelményei szerint.
A minták előkészítése
Ennek a tételnek nagy jelentősége van a minősítésben, mert a vizsgálati eredmények érvényességétől és megismételhetőségétől függ.A hegesztési ellenőr felelőssége annak biztosítása, hogy a próbatestek méretére és kivitelére vonatkozó követelmények teljesüljenek.
A képesítések érvényessége
Mind a hegesztési eljárások minősítésében, mind a hegesztők és hegesztő kezelők minősítésében a szabványok eltérnek egymástól a minősítések érvényességében, vagyis amikor egy eljárás alkalmatlanná válik, illetve mikor kell hegesztőt, hegesztőt átminősíteni.A hegesztési felügyelő feladata annak biztosítása, hogy csak minősített eljárásokat alkalmazzanak (lásd az alábbi megjegyzést), hogy a hegesztők és hegesztők csak azokon a szolgáltatásokon dolgozzanak, amelyekre képesítéssel rendelkeznek, és szükség esetén újraminősítik őket.
Érdemes ismét megjegyezni, hogy az eljárás minősítése nem garantálja annak alkalmazhatóságát bármely munkára. Minden munkának megvannak a saját kritériumai és követelményei, és a hegesztési eljárás alkalmazásához műszaki megítélés szükséges.
A minősítési határokat először a hegesztési változók határozzák meg.
A változók olyan hegesztési feltételek, amelyek megváltoztatása befolyásolja a varratok minőségét.
A bevonatos elektródákkal végzett hegesztési eljárásnál például az egyenirányítóról generátoros áramforrásra való váltás általában nincs hatással a hegesztési varratok minőségének megváltozásának valószínűségére, ezért nem tekintendő változónak ennél a folyamatnál. .
Egyébként egy másik hegesztési folyamat változója lehet.
Egyes minősítési szabványok minden változónak azonos jelentőséget tulajdonítanak. Mások különböző szintű fontosságot tulajdonítanak nekik, alapvető és nem lényeges változókba sorolva őket.
Minden szabvány meghatározott változókat határoz meg, amelyek az egyes hegesztési eljárásokra vonatkoznak.
Az alkalmazható változók ismeretében a hegesztési ellenőr meg tudja állapítani, hogy a hegesztés megfelelően történik-e.
Lényeges változók
Ezek olyan változók, amelyek megváltoztatása esetén újraminősítésre van szükség.Kiegészítő alapvető változók
Ezek olyan változók, amelyek megváltoztatása után újraminősítést igényelnek, elemzésük azonban csak akkor szükséges, ha a hegesztett kötésre gyakorolt hatás szükséges.Nem alapvető változók
Ezek olyan változók, amelyek megváltoztatása esetén nem szükséges újraminősítés. Minősített eljárással és a változók határain belül elfogadható hegesztést kell eredményezni, ha a hegesztő nem vezet be hibákat. Az eljárásban meghatározott határokon túli változás azonban befolyásolhatja a varratok mechanikai tulajdonságait, még akkor is, ha a hegesztő hibátlanul végzi a varratokat.Egy nem alapvető változó módosításához továbbra is meg kell vizsgálni a WPS-t, de nem a WPQR-t.
Példa hegesztési változókra
A hegesztett kötés típusa
A kötés típusát a hegesztendő anyag vastagságának figyelembevételével határozzuk meg. Általában a kötés típusát úgy kell alkalmazni, hogy a lerakódott fém mennyisége kicsi legyen, így elkerülhető a hegesztési fém, a gép és a hegesztő idő vesztesége, valamint elkerülhető, hogy nagy mennyiségű hő kerüljön az alkatrészbe.Letörési szög
A ferde szög lehetővé teszi az elektróda hozzáférését a hegesztési varrat gyökeréhez közeli területekhez, és megkönnyíti a többszöri hegesztést, elkerülve az alkatrész túlmelegedését. Ennek egy bizonyos határon belül változó méretűnek kell lennie, mert túlságosan „zárva” megnehezítik a gyökérpasszolás műveletét, túlságosan „nyitva” pedig nagy és szükségtelen mennyiségű adalékanyag rakódik le.Gyökérnyitás
A gyökér nyílása lehetővé teszi, hogy a töltőanyag behatoljon a varrat gyökerébe. A gyökér nyílását is ellenőrizni kell, mert ha túl nagy, akkor előfordulhat, hogy a hegesztési varrat túlzott behatolása vagy az orrfelületek teljes összeolvadása következik be, így a teljes gyökérből túlcsordulás és a túl kicsi nem engedheti meg a behatolást.Gyökér arc
Fontos szerepe van a behatolásban is, mivel szilárd hordozóként szolgál az olvadt fém számára. Méretét is úgy kell szabályozni, hogy élei tökéletes összeolvadásban, következésképpen megfelelő behatolásban legyenek.A „háttér” használata
A sík helyzetben lévő tompakötéseknél a fent említett tényezőktől független szabályozott behatolás érdekében a hátlapot választják, amely az olvadt fém támasztékaként szolgál a kívánt formák eléréséhez. Ezt a fajta eszközt gyakran használják olyan ízületekben, ahol nem lehet hozzáférni a kötés másik oldalához.WPS űrlap (példa)
A WPS űrlapnak tartalmaznia kell a vonatkozó minősítési szabványokban előírt információkat, például:-
A minősítési szabvány azonosítása.
-
A tömítés és a letörés vázlata.
-
Az átadási sorrend vázlata (gyakorlati okokból általában figyelmen kívül hagyják).
-
A fogyóeszközök specifikációja, osztályozása és védjegye.
-
WPS és WPQR szám.
-
A hőbevitel szabályozása adott esetben.
-
Speciális követelmények a használt fogyóeszközre (például a G utótag használata).
-
Előmelegítési tartomány a megfelelő vastagságokhoz.
-
Elkészítés és jóváhagyás dátuma.
-
A felelős mérnök teljes neve.
Ismerje meg a Hegesztést
Szeretne többet megtudni a hegesztésről? Látogasson el a oldalra Gyors Tanfolyam.
Idézet
Amikor egy tényt vagy információt bele kell foglalnia egy feladatba vagy esszébe, akkor azt is meg kell adnia, hogy hol és hogyan találta meg ezt az információt (Hegesztési eljárás).
Ez hitelességet kölcsönöz a dolgozatának, és néha szükség van rá a felsőoktatásban.
Az élet (és az idézet) megkönnyítése érdekében másolja be és illessze be az alábbi információkat a feladatába vagy esszébe:
Luz, Gelson. Hegesztési eljárás (WPS). Anyagok Blog. Gelsonluz.com. nn hh eeee. URL.
Most cserélje ki a nn, hh és eeee dátumot, napot, hónapot és évet, amikor böngészett ezen az oldalon. Cserélje ki az oldal tényleges URL -jének URL -jét is. Ez az idézési formátum az MLA -n alapul.
Megjegyzések