آموزش گام به گام دستورالعمل جوشکاری (WPS) و تایید آن (PQR) – قسمت 14

تهیه دستورالعمل جوشکاری (WPS) و تایید آن (PQR) و تایید صلاحیت جوشکاران (WPQ) از مهم ترین فعالیت های یک پروژه جوشکاری است که بر اساس کدها و استانداردهایی چون ASME SEC IX (9) ،AWS D1.1 و API 1104 انجام می گیرد. اگر زمان زیادی از آخرین WPS ای که نوشته اید گذشته است و نیاز به مرور نحوه ی تدوین WPS دارید، یا اگر می خواهید راهنمای کاملی برای تهیه WPS و PQR در اختیار داشته باشید، همچنین اگر مبتدی هستید و می خواهید بدون پرداخت هزینه های زیاد، روش تهیه WPS و PQR، آزمون های ارزیابی و تایید جوش، تایید صلاحیت جوشکار را یاد بگیرید و در کنار آن، ده ها نکته و مطلب کاربردی در زمینه فرایندها، تکنیک و روش کار جوشکاری را بلد شوید، با وب سایت عصر مواد در آموزش گام به گام و نکته به نکته تهیه دستورالعمل جوشکاری (WPS) و تایید آن (PQR) همراه ما باشید. این آموزش به صورت پرسش و پاسخ تدوین شده است و در خلال مطالب نوشتاری، از عکس، اینفوگرافیک، فایل صوتی و ویدئو برای آموزش بهتر هم کمک گرفته می شود. با توجه به اینکه متن این آموزش به فاصله کوتاهی پس از تولید محتوا، عرضه می شود، برنامه ریزی ما بر این است که مثل سریال های نمایش خانگی، هر هفته یک قسمت از این مجموعه ی چند قسمتی در وب سایت عصر مواد منتشر و تقدیم صنعت گران، دانشجویان و کارشناسان رشته های فنی شود. شما می توانید عصر مواد و محتوای آن را از نسخه اندرویدی و شبکه های اجتماعی آن هم دنبال کنید. پرسش های خود را هم می توانید از پایین همین صفحه در قسمت ثبت دیدگاه ارسال کنید، در اسرع وقت پاسخ داده خواهد شد. برای اطلاع از سایر آموزش های گام به گام در وب سایت عصر مواد اینجا کلیک کنید.

در ۱۳ قسمت قبلی آموزش گام به گام تهیه دستورالعمل جوشکاری در عصر مواد، پرسش هایی در خصوص موارد زیر مطرح و پاسخ آن ها را نوشتیم. این پرسش و پاسخ ها، چگونگی تکمیل اطلاعات مربوط به سربرگ و ستون اتصال (JOINTS) یک WPS را شامل می شد. از این قسمت، تکمیل ستون فلزات (Base Metals) را شروع می کنیم.

موضوع پرسش و پاسخ ها در قسمت های قبلی:

پرسش ۵۷ – در دستورالعمل های جوشکاری (WPS)، جنس و مشخصات مواد پایه را چگونه نشان می دهند؟

مشخص کردن فلز پایه (Base Metal) از مهم ترین بخش های یک WPS است. جنس و ترکیب عنصری فلز پایه ای که مورد جوشکاری قرار می گیرد، کلید انتخاب برخی مشخصات فرایند جوشکاری از قبیل الکترود یا سیم جوش، پیش گرم، پس گرم و تکنیک کار است. مهمترین فلزاتی که کاربرد زیادی در صنعت داشته و کاربران بیشترین WPS را برای جوشکاری قطعاتی از جنس آن ها تهیه می کنند، انواع فولادها، آلومینیوم و آلیاژهای آن و آلیاژهای مس است.

به طور کلی در دستورالعمل های جوشکاری، برای مشخص کردن جنس و مشخصات فلزات پایه، از دو شماره عددی .P-No و .Group No استفاده می کنند و در کنار آن ها، نام و مشخصه آلیاژی فلزات پایه طبق استانداردهای مرجع (مثل DIN EN و ASTM) و یا شماره UNS آن ها در سیستم شماره گذاری یکپارچه مواد و آلیاژها را هم می نویسند.

پرسش ۵۸ – .P-No و .Group No چیست؟

در WPS ها مواد فلزی را با دو شماره تقسیم بندی می کنند:

۱- عدد مشخصه .P-No

۲- شماره گروه .Group No

اساس تقسیم بندی مواد فلزی بر اساس این دو شماره، ترکیب عنصری آلیاژ، خواص مکانیکی و جوش پذیری آن ها است. آلیاژهایی با مشخصات شبیه به هم از نظر ترکیب عنصری، ساختار فازی، خواص مکانیکی و جوش پذیری، در یک گروه طبقه بندی می شوند. این نوع طبقه بندی با یک شماره مشخص می شود که به آن .P-No می گویند. مثلاً همه آلیاژهای فولادی از رده ی فولادهای ساده کربنی در یک گروه قرار می گیرند و این گروه با یک عدد .P-No مشخص می شود. همه ی آلیاژهای عضو این گروه با P-No. = 1 مشخصاتی شبیه هم دارند، لذا الکترود یا سیم جوش یکسانی دارند، پیش گرم و پس گرم یکسانی دارند، تکنیک کار یکسانی دارند و غیره.

P- No. مواد در کد ASME sec. IX طبق جدول زیر مشخص می شود:

جدول ۱ – عدد .P- No مواد

فلز پایه	.P-No
فولاد و آلیاژهای فولادی	از ۱ تا ۱۵
آلومینیوم و آلیاژهای آن	از ۲۱ تا ۲۶
مس و آلیاژهای آن	از ۳۱ تا ۳۵
نیکل و آلیاژهای آن	از ۴۱ تا ۴۹
تیتانیوم و آلیاژهای آن	از ۵۱ تا ۵۳
زیرکونیوم و آلیاژهای آن	از ۶۱ تا ۶۲

طبق جدول فوق مشخص است که فولادها در .P-No از ۱ تا ۱۵ گروه بندی شده اند. هر یک از این .P-No ها خود به چند زیر گروه تقسیم می شوند. به این زیر گروه ها که تنها در فولادها وجود دارد، .Group No می گویند. برای مثال، فولادهای P-No.=1، به چهار زیر گروه با .Group No از ۱ تا ۴ تقسیم می شود یا فولادهای P-No.=11B، به هفت زیر گروه با .Group No از ۱ تا ۴ و ۸ تا ۱۰ تقسیم می شود.

پرسش ۵۹ – چرا از .P-No و .Group No استفاده می شود؟

با توجه به این که آلیاژهای فلزی فراوانی و تنوع زیادی دارند، با تغییر نوع آلیاژ به دلیل اینکه مشخصات فرایند جوشکاری مثل نوع الکترود یا سیم جوش، عملیات پیش گرم و پس گرم فلز پایه و جوش، تکنیک کار جوشکاری و غیره دچار تغییر می شود، لازم بود که دستورالعمل جوشکاری یا WPS های زیادی تهیه شود و این WPS ها نیز با انجام آزمون های PQR مورد تایید قرار بگیرند (در خصوص WPS و PQR می توانید این، این و این نوشته و ویدیوهای فارسی را از عصر مواد ببینید)، همچنین لازم بود تا جوشکارها آزمون های زیادی را بگذرانند. این امر مستلزم تهیه مدارک زیاد، صرف زمان و افزایش هزینه ها بود. لذا برای کاهش تعداد PQR ها و تست جوشکار و بالطبع کاهش هزینه ها و سادگی کار، آلیاژهایی با مشخصات شبیه به هم از نظر ترکیب عنصری، ساختار فازی، خواص مکانیکی، جوش پذیری و نیاز به آزمون ضربه، در یک گروه طبقه بندی می شوند و دیگر نیاز نیست برای تک تک این آلیاژها، PQR مجزا تهیه شود و برای هر آلیاژ، جوشکارها تحت آزمون قرار بگیرند. این نوع طبقه بندی با عدد .P-No مشخص می شود و مثلاً همه آلیاژهای فولادی از رده ی فولادهای ساده کربنی در یک گروه قرار می گیرند و برای همه ی آن ها، یک PQR یکسان تهیه می شود. برای مثال، فرض کنید دو ورق از جنس فولاد St 37 را می خواهیم طبق یک WPS به هم جوش بدهیم. این WPS نیز با یک مدرک PQR تایید شده است. حال در نظر بگیرید که در قسمتی از اجرای پروژه، به هر دلیلی، ورق فولادی از فولاد St 37 به فولاد St 44 تغییر یابد، در این صورت با توجه به اینکه هر دوی این فولادها از گروه P-No.=1 هستند، در صورتی که سایر متغیرهای ضروری جوشکاری تغییر نکند، نیازی به تایید مجدد WPS با PQR جدید نیست. البته در صورتی که ورق به فولاد کم آلیاژ از گروه P-No.=3 تغییر یابد، نیاز است که PQR جدید تهیه شود.

حال شاید این پرسش مطرح شود که دلیل ایجاد زیر گروه یا همان .Group No چیست؟

در پاسخ به این سوال باید گفت که برای بررسی کیفیت متریال فولادی ساخت یک قطعه/تجهیز، گاهی لازم است از آزمون ضربه استفاده شود و کدهای ساخت مثل ASME Sec VIII یا ASME B31.3 ممکن است انجام آزمون ضربه را الزام کرده باشد. همان طور که توضیح داده شد، گروه بندی مواد مختلف در چند .P-No به کاهش تعداد PQR منجر می شود. هدف از تعریف .Group No نیز، کاهش تعداد PQR ها در مواقعی است که نیاز به آزمون ضربه طبق کدِ ساخت الزام شده باشد. به عبارت ساده تر، در صورتی که یک PQR، دستورالعمل جوشکاری فولادی را تایید کرده باشد، با تغییر متریال به فولادی با همان .P-No و .Group No نیاز به PQR جدید نخواهد بود. البته در صورتی که متریال به فولادی با همان .P-No ولی .Group No متفاوت تغییر کرده باشد، نیاز به PQR جدید است. به این مثال توجه کنید: اگر آزمون ضربه در کد ساخت الزام شده باشد، WPS ای که قبلاً برای فولادی با P-No.=1 و Group No.=1 تایید شده است، با فرض ثابت بودن سایر متغیرهای ضروری، برای فولادی با P-No.=1 و Group No.=2 تایید نیست و نیاز به تایید مجدد دارد. در حالی که هر متریالی با P-No.=1 و Group No.=1 را می توان بدون نیاز به تایید مجدد WPS به کار گرفت.

نیاز به تایید مجدد WPS و تهیه PQR جدید با فرض ثابت بودن سایر متغیرهای ضروری طبق فلوچارت زیر مشخص می شود:

پرسش ۶۰- P-No. و Group-No. مواد مختلف را از کجا تهیه کنم؟

گروه بندی مواد در بخش QW-420 استاندارد ASME sec. IX توضیح داده شده است. در این بخش مشخص شده است که .P-No گروه کلی مواد طبق جدول ۱ است. لیست کامل .P-No بر اساس نوع آلیاژ و گروه فرعی تر مواد در جدول QW/QB-422 آمده است (QW مربوط به جوشکاری و QB مربوط به لحیم کاری است). برای تعیین .P-No و .Group No یک آلیاژ خاص باید به این جدول مراجعه کنیم و از ستون مربوطه، اعداد.P-No و .Group No را استخراج کنیم. برای مثال فولادهای ساده کربنی از قبیل A 105 ،A 53 و غیره در گروه P-No.=1 و فولادهای زنگ نزن آستنیتی مثل ۳۰۴ و ۳۱۶ در گروه P-No.=8 قرار می گیرند. علاوه بر جدول QW-422، در ضمیمه D استاندارد ASME sec. IX نیز تمامی .P-No ها به ترتیب شماره از ۱ مرتب شده اند. جدول QW/QB-422 و ضمیمه D استاندارد ASME sec. IX را می توانید از لینک های زیر دریافت کنید. راهنمای استفاده و توضیحات مربوط به ستون های مختلف جدول QW-422 را هم می توانید در قسمت بعدی این آموزش ببینید.

گروه بندی فلزات پایه – بخش QW-420 و جدول QW-422 کد ASME sec. IX: 2017

فرمت: PDF

حجم: ۱٫۴۶ مگابایت

تعداد صفحه: ۷۳

لینک دانلود:

لیست .P-No فلزات – ضمیمه D کد ASME sec. IX: 2017

فرمت: PDF

حجم: ۱٫۲۲ مگابایت

تعداد صفحه: ۲۱

لینک دانلود:

پرسش ۶۱ – در برخی WPS های قدیمی، به .S-No هم اشاره شده است، .S-No چیست؟

تا سال ۲۰۰۹ برای گروه بندی مواد از .S-No هم استفاده می شد که البته غیر الزامی بود. از سال ۲۰۰۹، .S-No از ASME حذف شده است. از .S-No زمانی استفاده می شد که فلزی در کدهای ASME B31 (پایپینگ تحت فشار) پذیرفته شده باشد یا ماده ای در سایر بخش های کد ASME BPVC پذیرفته شده باشد، بدون آن که نام و مشخصه آن در ASME BPVC Sec. II وجود داشته باشد، مثل فولاد API 5L. در صورتی که .S-No استفاده می شد، شماره ی آن منطبق بر .P-No همان ماده بود. برای مثال .P-No فولاد زنگ نزن A/SA 240 Type 304 برابر ۸ است، بنابراین .S-No آن نیز برابر ۸ خواهد بود.

پرسش ۶۲ – اگر بخواهیم WPS را بر اساس استانداردهای اروپایی تهیه کنیم، برای گروه بندی مواد، آیا باز باید از .P-No و جدول QW-422 استاندارد ASME Sec. IX استفاده کنیم؟

برای گروه بندی مواد فلزی در تهیه WPS طبق استاندارد ایزو و اروپایی از جدول QW-422 استاندارد ASME sec. IX استفاده نمی شود، بلکه از استاندارد ISO 15608 استفاده می شود. در این استاندارد گروه (Group) و زیر گروه (Subgroup) جایگزین .P-No در استاندارد/کدهای آمریکایی شده است. به طوری که، فولادها بر حسب نوع، ترکیب شیمیایی و استحکام مکانیکی آن ها در گروه های ۱ تا ۱۱ طبق جدول ۲ در ادامه این مطلب طبقه بندی شده اند. هر یک از این گروه ها خود دارای چند زیر گروه هستند. علاوه بر فولادها، آلیاژهای آلومینیوم در گروه های ۲۶-۲۱ طبق جدول ۳، آلیاژهای مس در گروه های ۳۸-۳۱ طبق جدول ۴، آلیاژهای نیکل در گروه های ۴۸-۴۱ طبق جدول ۵ و چدن ها در گروه های ۷۶-۷۱ طبق جدول ۶ زیر گروه بندی شده اند. در این گروه بندی، گروه های اصلی مواد (مثلاً فولاد با حداقل استحکام تسلیم ۲۷۵ مگاپاسکال یا فولاد زنگ نزن آستنیتی با کروم کمتر از ۱۹ درصد) ذکر شده و مشخص نشده است که مثلاً شماره گروه یک نوع گرید آلیاژ فولادی مثل استیل ۳۱۶ چیست. کاربری که از این استاندارد استفاده می کند باید شناخت قبلی از گروه اصلی آلیاژهای مختلف داشته باشد و بتواند بر اساس مشخصه های شیمیایی و مکانیکی و نوع آلیاژ، شماره گروه آن را پیدا کند ولی شخصی که این اطلاعات را ندارد و نمی داند مثلاً استیل ۳۱۶ در کدام گروه قرار می گیرد، از کجا شماره ی گروه آن را طبق جداول ISO 15608 تشخیص دهد؟ اگر پاسخ این سوال، مورد نیاز شما هم است، پس حتماً قسمت بعدی این نوشته را از دست ندهید.

جدول ۲ – گروه بندی فولادها طبق ISO 15608

جدول ۳ – گروه بندی آلیاژهای آلومینیوم طبق ISO 15608

جدول ۴ – گروه بندی آلیاژهای مس طبق ISO 15608

جدول ۵ – گروه بندی آلیاژهای نیکل طبق ISO 15608

جدول ۶ – گروه بندی انواع چدن طبق ISO 15608

اگر جداول اصلی و زبان انگلیسی گروه بندی فلزات طبق استاندارد ISO 15608 را می خواهید در اختیار داشته باشید، ویرژن ۲۰۱۳ این استاندارد را می توانید از لینک زیر در عصر مواد دریافت کنید:

استاندارد ISO 15608:2013

فرمت: PDF

حجم: ۱٫۲۳ مگابایت

تعداد صفحه: ۱۴

لینک دانلود: