Hitsausmenetelmä (WPS) 👨‍🏭

Johdanto

WPS (Welding Procedure Specification) on tekninen asiakirja, joka sisältää kaikki tärkeät seikat, jotka on otettava huomioon liitettäessä osia hitsaamalla.

WPS sisältää rajoja tai parametreja, kuten virran tyyppi, perusmetallin paksuus, epäjalometallin tyyppi jne.

Hitsausmenetelmä on voimassa vain siinä määritellyissä rajoissa.

WPS on laadittava suunnittelijan ja/tai laitteen tai rakenteen valmistajan ja/tai valmistajan ohjeiden, hitsausaineiden, perusmateriaalien ja suorittajan ohjeiden mukaisesti noudattaen sovellettavien standardien tai määräysten asettamia vaatimuksia.

Milloin uusi WPS vaaditaan?

Jos menetelmällä ei voida tuottaa laadukkaita hitsejä ylittämättä asetettuja rajoja, on käytettävä uutta hitsausmenetelmää.

Tämä on yksinkertainen lausunto ja pätee kaikentyyppisille hitsausmuuttujille, katso lisätietoja alla.

Hitsausprosessin pätevyys

Useimmat pätevyysstandardit edellyttävät hitsausmenetelmän hyväksymistä, ennen kuin se otetaan käyttöön hitsien valmistuksessa. Tämä on tarpeen sen varmistamiseksi, että hitsausliitos saavuttaa vaaditun laadun.

Laitteiden valmistuksessa käytetyillä materiaaleilla on tunnetut mekaaniset ominaisuudet. Laitesuunnittelu perustuu näihin ominaisuuksiin.

Kun laite valmistetaan hitsaamalla kahta tai useampaa materiaalia, on varmistettava, että tämä liitos kestää samalla tavalla kuin käytetyt materiaalit. Tätä varten suunnittelijan on tiedettävä, mitkä ominaisuudet hitsausliitoksella on.

Hitsauksessa lämpötilan vaikutuksista johtuen ei riitä, että tunnetaan vain perusmetallin ja hitsimetallin ominaisuudet erikseen.

On myös tarpeen tuntea koko hitsausliitoksen mekaaniset ominaisuudet (jalometalli, lämpövaikutusalue ja hitsimetalli). Tämä tehdään hitsausmenettelyn hyväksymisen kautta.

Hitsausprosessin pätevöinti on menetelmä, jolla tietty menettely todistetaan riittäväksi tyydyttävän laatuisten hitsausliitosten tuottamiseen.

Kvalifiointi suoritetaan hitsaamalla koekappaleet aiemmin vakiintuneen menettelyn mukaisesti ja arvioimalla testikappaleista otettujen näytteiden testitulokset.

Tulokset arvioidaan sovellettavan pätevyysstandardin asettamien hyväksymiskriteerien mukaan.

Koekappaleen hitsauksen jälkeen hitsausparametrialueet on tarkistettava, jotta todellisuudessa käytetyt arvot saadaan soveltuvien pätevyysstandardien sallimien toleranssien mukaisiksi.

Valmiit hitsausmenetelmät

Nämä ovat hitsausmenetelmiä, joita voidaan käyttää, kun kokemus ja tuntemus tiettyihin perusmetalleihin ja hitsaustarvikkeisiin on osoittanut tietyn menetelmän soveltuvuuden pitkäaikaisella huollolla.

Esihyväksyttyä menettelyä käytetään vain, jos menettelyn pätevyysstandardi, tekniset tiedot, valmistusstandardit jne. Sen sallivat.

Esihyväksyttyjä menettelyjä varten ei ole tarpeen suorittaa pätevyystestejä.

Kun esivaltuutetun menetelmän käyttö ei ole sallittua (tai esimerkiksi jos menetelmä ei täytä esihyväksytyn menettelyn vaatimuksia), hitsausmenetelmä on todistettava riittäväksi testeillä ja/tai tutkimuksilla. . Ja tulosten arviointi hyväksytyn standardin tai spesifikaation edellyttämällä tavalla.

Hitsausmenetelmien pätevyyden vaatimukset vaihtelevat suuresti standardeittain.

Yhden standardin mukaan tehty pätevyys ei yleensä päde toiselle standardille.

Siksi on välttämätöntä, että hitsaustarkastaja on tietoinen siitä, että toimenpiteiden hyväksymisessä noudatetaan sovellettavan standardin vaatimuksia.

Esikelpoinen vai jo pätevä?

On melko yleistä, että ihmiset sekoittavat "esipätevän" menettelyn "jo pätevään". Teknisestä näkökulmasta eroja on.

"Jo pätevä" -menettely on se, jonka palveluja suorittava yritys on testannut/toimittanut pätevyysstandardien mukaisesti. Tämän prosessin luoma asiakirja on WPQR ja sitten WPS luodaan valmistusta/työtä varten.

"Esivaltuutettu" menettely ja kaikki sen kriteerit on otettu suoraan standardista. Tällä prosessilla luotu asiakirja on WPS, eikä WPQR-koodia vaadita.

"Jo hyväksytty" menettely hyväksytään yleensä uusissa teoksissa, koska tämä uudelleenkäyttö on määrätty itse kelpuutusstandardeissa.

Sen käyttö ei kuitenkaan voi olla mielivaltaista, ja teknistä tietämystä omaavaa ammattilaista tarvitaan analysoimaan "jo pätevän" menettelyn soveltuvuutta uuteen teokseen.

Sitä vastoin esikelpoisten menettelyjen käyttö on jo paljon vähemmän hyväksyttyä. Huomaa, että jotkin yritykset eivät hyväksy esihyväksyttyjä menettelyjä.

Mielestäni tämä päätös on erittäin konservatiivinen ja jopa takautuva. On hämmästyttävää, kuinka tuhlaamme rahaa, kun joudumme suorittamaan (uudelleen) hitsausmenettelyn kelpuutuksen seuraavilla ehdoilla:

• Materiaali, jolla on erinomainen hitsattavuus, kuten vähähiilinen teräs.
• Käyttökohteet, kuten portaat.
• Erittäin yksityiskohtaiset ehdot ja parametrit, kuten ne, jotka on annettu AWS D1.1:ssä.

Tämä on yksi syy siihen, miksi jotkin työpaikat Brasiliassa ovat kalliimpia!

Alustava hitsausmenetelmän spesifikaatio (pWPS)

Alustava WPS on asiakirja, joka on laadittu tiedon, aiemman kokemuksen tai yrityksen ja erehdyksen "tekniikan" perusteella. Se on kuvaus siitä, kuinka haluat hitsata testikappaleesi.

Useimmiten pWPS:ssä ehdotetut hitsausparametrit tekevät pätevyyden suorittavan hitsaajan pieniä muutoksia. Meidän on varmistettava, että nämä todelliset muutokset tai parametrit sisällytetään WPQR:ään.

Pätevyyshitsauksen jälkeen koekappaleet testataan ja jos ne läpäisevät testin, pätevyys on onnistunut. WPQR voidaan kehittää, ja se tulee olemaan perustana hitsausmenettelyn spesifikaatiolle (lopullinen WPS).

Huomaa, että alustava WPS ei ole pakollinen kaikissa standardeissa, mutta se on silti hyvä suunnittelukäytäntö. Esimerkiksi ASME IX ei vaadi alustavaa WPS:ää, katso tulkinta IX-10-22.

Pätevyysvaatimukset

Epäasianmukaiset hitsaukset tietyntyyppisten rakenteiden tai laitteiden, kuten laivojen, siltojen, putkistojen, autojen komponenttien ja paineastioiden valmistuksen aikana, voivat johtaa vakaviin materiaalionnettomuuksiin ja lopulta ihmistappioihin ja ympäristövahinkoihin.

Tällaisten tapahtumien mahdollisuuden minimoimiseksi ja prosessin suuremman yhtenäisyyden, hallinnan ja jäljitettävyyden varmistamiseksi hitsaustoimintoja eri sovelluksissa ja monia muita hitsaukseen liittyviä näkökohtia säännellään erilaisilla koodeilla ja spesifikaatioilla.

Hitsausmenetelmien, hitsaajien ja hitsaajien pätevyyttä koskevat pakolliset vaatimukset sisältyvät näihin asiakirjoihin tai niihin viitataan.

Hitsausinsinöörin vastuulla on määrittää suunnitteluspesifikaatioiden tai ostoasiakirjojen avulla hitsausta säätelevä standardi ja mitkä pätevyysvaatimukset näissä asiakirjoissa on määritelty.

Olemassa olevien standardien/koodien havainnollistamiseksi alla on lueteltu eniten käytetyt:

ASME:n osa IX – Hitsauksen ja juottamisen pätevyydet

Se on standardi, jota sovelletaan laitteisiin, kuten kattiloihin, putkiin, paineastioihin ja ydinkomponentteihin. Kaikki ASME Boiler and Pressure Vessels -standardin kohdat viittaavat pätevyyksien osalta osaan IX.

API Std. 1104 – Hitsausputkistojen ja niihin liittyvien laitteiden standardi

Se on ainutlaatuinen putkistojen hitsauksen pätevyysstandardi. Yleensä rajoittuu maanpäällisiin putkiin täällä Brasiliassa.

AWS D1.1 – AWS Structural Welding Code – teräs

Tämä standardi on omistettu teräksisten metallirakenteiden hitsaukseen. On muitakin D-merkkejä, jotka käsittelevät alumiinin, ruostumattoman teräksen jne. Hitsausta…

Tämä asiakirja sisältää omat pätevyysvaatimukset, jotka ovat pakollisia, kun hitsaustöiden tulee olla AWS D1:n mukaisia. 1.

Alla oleva taulukko näyttää yleisimmät suunnittelu- ja valmistusstandardit laitteille, joilla on määritellyt pätevyysstandardit.

Nämä ja muut koodit ja spesifikaatiot voivat kattaa mitä erilaisimmat hitsausvaiheet, mukaan lukien esimerkiksi materiaalispesifikaatiot (jalometalli ja tarvikkeet), liitossuunnittelun ja -valmistelun, rakenteiden ja laitteiden valmistuksen, menettelyn ja käyttäjien pätevyyden, tarkastusmenettelyt ja epäjatkuvuusarvioinnin.

Kun pätevyysstandardi on määritetty, voidaan kullekin tapaukselle asettaa erityiset vaatimukset toimenpiteiden sekä hitsaajien ja hitsaajien pätevyydelle.

Kuten edellä mainittiin, pätevöinnit tehdään arvioimalla testituloksia, jotka on suoritettu koekappaleista irrotetuista näytteistä, jotka on hitsattu aiemmin sovitun menettelyn mukaisesti.

Koekappaleiden valmistus

Koekappaleiden valmistelu perustuu voimassa olevan pätevöintistandardin vaatimuksiin ja kelpuutettavan hitsausmenettelyn tietoihin.

Koekappaleiden valmisteluun liittyvät asiat on linkitetty toisiinsa.

Analyysin tulee siis olla yhteistä pitäen mielessä, että pienin määrä koekappaleita on aina suotavaa sovellettavan standardin rajoissa.

Testikuponkien tyypit

Koekappale voi olla putki, levy tai näiden yhdistelmä. Tyyppiä ei aina pidetä olennaisena muuttujana, eli muuttujana, jonka uudelleenkvalifiointi on tarpeen muutosten sattuessa.

Yleensä testikappaleen tulee edustaa suoritettavaa työtä. Jos kelpuutus koskee putkihitsausta, koekappaleen tulisi mahdollisesti olla putki, jotta tarvittavien koekappaleiden määrä vähenee.

Testilipun materiaali

Yleensä testikappaleiden on oltava samaa materiaalia kuin laitteisto. Tutkintojen määrän vähentämiseksi standardeissa määritellään poikkeuksia, jotka tulisi mahdollisuuksien mukaan ottaa käyttöön.

Standardit ryhmittelevät materiaalit hitsattavan laitteen kaltaisten materiaalien käytön helpottamiseksi. Esimerkiksi ASME Sec:n mukaan. IX, koekappaleella on oltava sama "P-numero" kuin laitteistolla (saman hitsattavuuden omaavat materiaalit ryhmitellään saman numeron alle).

Myös ASME Sec:n mukaan. IX, hitsaajien pätevyyden osalta materiaali voi olla hiiliteräs (luku P = 1), vaikka laite olisi toista materiaalia (ks. ASME Sec. IX QW-310.4).
Materiaalivalinnan tulee aina perustua standardien vaatimuksiin ja sallituissa poikkeuksissa materiaalin saatavuuteen ja hintaan.

Testilipun mitat

Testikappaleen mittojen on oltava sellaisia, että ennustetut näytteet voidaan poistaa. Esimerkiksi testilevyn pituuden määrittämiseksi on tiedettävä näytteiden määrä ja leveys. Koekappaleen leveys riippuu näytteiden pituudesta.

AWS D1 -standardi. 1 määrittää mitat suoraan, jolloin vain tarkastaja voi tunnistaa käytettävän mallin.

ASME Sec. IX näyttää näytteiden jakautumisen ja mitat erikseen, jolloin tarkastajan tehtävänä on määrittää käytettävät mitat.

HUOMAA: Mitat on ilmoitettu millimetreinä ja ne edustavat vähimmäismittoja

Testilipun paksuus

Yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka on määritettävä ennen testikappaleen valmistelua, on kappaleen paksuus. Tämä johtuu siitä, että testikappaleen paksuus määrittää testin määrittämät paksuusrajat.
Yleensä testikappaleen paksuuden tulee olla vähintään puolet menettelyssä määritellystä enimmäispaksuudesta. Joka tapauksessa koekappaleen paksuus edustaa tiettyä paksuusaluetta. API Std -standardi. Esimerkiksi 1104 rajoittaa kelpuutuksen tiettyihin paksuusryhmiin.

Oikea paksuuden valinta vähentää testikappaleiden määrää.

Testilipun halkaisija

Kun koekappale on putki, halkaisijan vaikutus kelpuutuksen pätevyyteen on analysoitava.
Pätevyysvaatimukset eroavat tässä suhteessa. ASME Sec:n mukaan Esimerkiksi IX halkaisija vaikuttaa vain hitsaajien pätevyyteen (katso alla oleva taulukko). Kun putken halkaisija on olennainen muuttuja, se edustaa halkaisija-aluetta, ja valinta on tehtävä siten, että se kattaa menettelyn edellyttämän alueen.

Hitsausasento

Asento vaikuttaa hitsausenergiaan ja hitsausten suorittamisen vaikeuteen ja vaikuttaa siten suoraan toimenpiteiden ja hitsaajien/hitsaajien pätevyyteen.

Tätä silmällä pitäen standardeissa määritellään perusasennot ja kunkin asennon aluealue, jonka avulla voidaan määrittää asento, johon koekappale on hitsattava.

Aina kun hitsausasentoa pidetään olennaisena muuttujana, kelpuutuksen tulee rajoittua siihen kohtaan, jossa kappale hitsataan, tai sovellettavan standardin mukaan kahteen tai useampaan asentoon, esimerkiksi meillä on AWS D1 -standardi .1.

Erityistapauksen edessä varmistetaan, mitkä hitsausasennot menettelyssä on ennakoitu, onko hitsausasento pätevyysstandardissa hitsausmenettelyn kannalta olennainen muuttuja ja jos on, mitkä ovat asemien rajat.

Hitsaustarvike

Käytettävän kulutusosan oikea spesifikaatio on sidottu hitsausliitoksen eheyteen, jotta voidaan taata projektin edellyttämä mekaaninen ominaisuus.

Tarvikkeiden ryhmittely tapahtuu eri tavalla, API 1104 -standardi määrittelee 11 ryhmää, AWS D1.1 -standardi kulutustarvikkeet korreloi perusmateriaalin tyypin kanssa, ASME-standardin osassa IX kulutusosat on määritelty numeron F kautta, kuten on ilmoitettu. Kohdassa QW 432.

Alla oleva taulukko havainnollistaa hitsaustarvikkeiden ryhmittelyä API1104-standardin mukaisesti.

Hitsattavan liitoksen valmistelu

Saumojen valmistelun tulee edustaa hitsattavan laitteen todellisia olosuhteita. Näin ollen viisteen tyypin ja mittojen, asennusapuvälineiden ja sauman puhdistuksen tulee olla todellisia olosuhteita vastaavia.

Jotkut standardit (esim. AWS) määrittelevät viisteen tyypin olennaiseksi muuttujaksi. Tätä silmällä pitäen, riippuen menettelyssä tarkoitetuista viistetyypeistä, testikappaleiden määrään voidaan vaikuttaa.

Näytteiden poisto

Hitsausmenetelmän tietojen ja pätevyysstandardin muuttujien mukaan tehdystä koekappaleen määrittelystä voidaan määrittää vaatimukset koekappaleiden poistoon ja esikäsittelyyn.

Kaikki vaatimukset riippuvat nyt koekappaleesta ja kelpuutusstandardista. Testikappaleesta, koska ne riippuvat koekappaleen tyypistä, paksuudesta ja halkaisijasta (putkien osalta) ja kelpuutusstandardista, koska standardeilla on myös tässä tekijässä yksinomainen vaatimus menettelyn pätevyydestä sekä hitsaajien ja hitsaajien pätevyydestä. Hitsausoperaattorit.

Todisteiden peruuttamisasema

Yleisesti ottaen näytteen poistoasento riippuu pätevyysstandardista, koekappaleen tyypistä, koeputken halkaisijasta ja koekappaleen paksuudesta.

Alla olevat 3 kuvaa havainnollistavat runkojen poistoasentoa tavallisimpien pätevyysstandardien vaatimusten mukaisesti.

Näytteiden valmistelu

Tällä seikalla on suuri merkitys kelpuutuksessa, koska se riippuu testitulosten pätevyydestä ja toistettavuudesta.
Hitsaustarkastajan vastuulla on varmistaa, että näytteiden mittoja ja viimeistelyä koskevat vaatimukset täyttyvät.

Pätevyyksien voimassaolo

Sekä hitsausmenetelmien pätevyyksissä että hitsaajien ja hitsaajien pätevyyksissä standardit poikkeavat toisistaan ​​pätevyyden pätevyyden suhteen, eli silloin, kun menetelmä tulee käyttökelvottomaksi tai milloin hitsaaja tai hitsausoperaattori on pätevöitettävä uudelleen.

Hitsaustarkastajan tehtävänä on varmistaa, että käytetään vain päteviä menetelmiä (katso alla oleva huomautus), että hitsaajat ja hitsausoperaattorit työskentelevät vain sellaisissa palveluissa, joihin he ovat päteviä, ja että heidät pätevöitetään tarvittaessa.

On jälleen syytä muistaa, että se, että menettely on pätevä, ei takaa sen soveltuvuutta mihinkään työhön. Jokaisella työllä on omat kriteerinsä ja vaatimuksensa, ja hitsausmenetelmän soveltaminen edellyttää teknistä harkintaa.

Pätevyysrajat määritetään ensin hitsausmuuttujien avulla.
Muuttujat ovat hitsausolosuhteita, jotka muuttuessaan vaikuttavat hitsien laatuun.

Esimerkiksi pinnoitetun elektrodin hitsausprosessissa vaihtaminen tasasuuntaajalta generaattorin virtalähteeseen ei normaalisti vaikuta hitsien laadun muuttamisen todennäköisyyteen, eikä sitä siksi pidetä tämän prosessin muuttujana. .

Joka tapauksessa se voi olla muuttuja toiselle hitsausprosessille.

Jotkut pätevyysstandardit antavat kaikille muuttujille saman merkityksen. Toiset antavat niille erilaisia ​​tärkeystasoja ja luokittelevat ne olennaisiin muuttujiin ja ei-olennaisiin muuttujiin.
Jokainen standardi määrittelee tietyt muuttujat, joita voidaan soveltaa jokaiseen hitsausprosessiin.

Kun hitsaustarkastaja tuntee sovellettavat muuttujat, hän voi määrittää, onko hitsaus suoritettu oikein.

Olennaiset muuttujat

Nämä ovat muuttujia, jotka edellyttävät uudelleenkelpoisuutta, jos niitä muutetaan.

Täydentävät olennaiset muuttujat

Nämä ovat muuttujia, jotka muuttuessaan vaativat uudelleenkvalifioinnin, mutta niiden analysointi on tarpeen vain silloin, kun on tarve vaikuttaa hitsausliitokseen.

Ei-välttämättömät muuttujat

Nämä ovat muuttujia, jotka muutettaessa eivät vaadi uudelleenkelpoisuutta. Pätevällä menettelyllä ja muuttujien rajoissa niiden pitäisi saada aikaan hyväksyttäviä hitsejä, jos hitsaaja ei aiheuta virheitä. Menettelyssä asetettujen rajojen yli tapahtuva muutos voi kuitenkin vaikuttaa hitsien mekaanisiin ominaisuuksiin, vaikka hitsaaja suorittaa hitsin virheettömästi.

Muutos ei-olennaiseen muuttujaan edellyttää edelleen WPS:n tarkistamista, mutta ei WPQR:n tarkistamista.

Esimerkki hitsausmuuttujista

Hitsausliitoksen tyyppi

Liitoksen tyyppi määritetään ottaen huomioon hitsattavan materiaalin paksuus. Yleisesti ottaen liitoksen tyyppiä tulee käyttää niin, että kerrostetun metallin määrä on pieni, jolloin vältetään hitsimetallin, koneen ja hitsausajan hukkaa sekä suuren lämmön joutuminen osaan.

Viistekulma

Viistekulma mahdollistaa elektrodin pääsyn hitsausjuurta lähellä oleville alueille ja helpottaa useiden hitsausten hitsausta välttäen osan ylikuumenemisen. Sillä on oltava muuttuva mitta tietyssä rajoissa, koska liian ”suljettuina” ne vaikeuttavat juurisyöttöä ja liian ”avoin” saostuu suuria ja tarpeettomia määriä lisäainetta.

Juuren avautuminen

Juuren aukko mahdollistaa täytemetallin tunkeutumisen hitsin juureen. Myös juuren avautumista on valvottava, koska jos se on liian suuri, voi esiintyä liiallista tunkeutumista hitsaukseen tai nokkapintojen täydellinen yhteensulautuminen, jolloin koko juuresta ylivuoto ja liian pieni ei ehkä salli tunkeutumista.

Juuren kasvot

Sillä on myös tärkeä rooli tunkeutumisessa, koska se toimii kiinteänä tukina sulalle metallille. Sen mittaa on myös säädettävä niin, että sen reunat sulautuvat täydellisesti ja siten riittävä tunkeutuminen.

"Tausta" käyttö

Tasaisessa asennossa olevissa päittäisliitoksissa valitaan edellä mainituista tekijöistä riippumattoman hallitun tunkeutumisen aikaansaamiseksi tausta, joka toimii tukina sulalle metallille, joka saa haluttuja muotoja. Tämän tyyppistä laitetta käytetään usein liitoksissa, joissa ei ole pääsyä liitoksen toiselle puolelle.

WPS-lomake (esimerkki)

WPS-lomakkeen tulee sisältää sovellettavien kelpoisuusstandardien mukaiset tiedot, esimerkiksi:

• Pätevyysstandardin tunnistaminen.
• Piirros tiivisteestä ja viisteestä.
• Luonnos läpäisyjaksosta (yleensä jätetään huomiotta käytännön syistä).
• Kulutustarvikkeiden spesifikaatio, luokitus ja tavaramerkki.
• WPS ja WPQR-numero.
• Lämmöntuoton ohjaus tarvittaessa.
• Erityisvaatimukset käytetyille kulutustarvikkeille (kuten G-liitteen käyttö).
• Esilämmitysalue laadukkaille paksuuksille.
• Valmistelu- ja hyväksymispäivämäärä.
• Vastuullisen insinöörin koko nimi.

Opi Hitsauksesta

Haluatko oppia lisää hitsauksesta? Käy Pikakurssi.

Lainaus

Kun sinun on sisällytettävä tosiasia tai tieto tehtävään tai esseeseen, sinun on myös mainittava, mistä ja miten olet löytänyt kyseisen tiedon (Hitsausmenetelmä).

Tämä antaa paperillesi uskottavuutta ja sitä vaaditaan joskus korkeakoulutuksessa.

Helpottaaksesi elämääsi (ja viittausta) kopioi ja liitä alla olevat tiedot tehtävään tai esseeseen:

Luz, Gelson. Hitsausmenetelmä (WPS). Materiaaleista Blog. Gelsonluz.com. pp kk vvvv. URL.

Korvaa nyt pp, kk ja vvvv päivä, kuukausi ja vuosi, kun selaat tätä sivua. Korvaa myös tämän sivun todellisen URL -osoitteen URL -osoite. Tämä lainausmuoto perustuu MLA -sopimukseen.