Wstęp
WPS (Specyfikacja procedury spawania) to dokument techniczny, który określa wszystkie ważne elementy, które należy wziąć pod uwagę podczas łączenia części przez spawanie.
WPS zawiera limity lub zakresy parametrów, takich jak rodzaj prądu, grubość metalu podstawowego, rodzaj metalu podstawowego itp.
Procedura spawania jest ważna tylko w określonych w niej granicach.
WPS należy przygotować w oparciu o specyfikacje projektanta i/lub producenta sprzętu lub konstrukcji, materiałów spawalniczych, materiałów bazowych oraz zgodnie ze specyfikacją wykonawcy, z zachowaniem wymagań określonych przez obowiązujące normy lub kodeksy.
Kiedy jest wymagany nowy WPS?
Jeżeli procedura nie może zapewnić dobrej jakości spoin bez przekroczenia ustalonych limitów, należy zastosować nową procedurę spawania.Jest to proste stwierdzenie, które dotyczy wszystkich typów zmiennych spawalniczych, więcej szczegółów poniżej.
Kwalifikacja procedury spawania
Większość norm kwalifikacyjnych wymaga zakwalifikowania procedury spawania przed jej zastosowaniem w produkcji spoin. Jest to konieczne, aby połączenie spawane osiągnęło wymaganą jakość.Materiały użyte do produkcji urządzeń mają znane właściwości mechaniczne. Projektowanie urządzeń opiera się na tych właściwościach.
Gdy sprzęt jest wytwarzany przez spawanie dwóch lub więcej materiałów, konieczne jest zapewnienie, aby połączenie to było odporne w taki sam sposób, jak użyte materiały. W tym celu projektant musi wiedzieć, jakie właściwości będzie mieć połączenie spawane.
W spawaniu, ze względu na działanie temperatury, nie wystarczy znać indywidualnie tylko właściwości metalu rodzimego i metalu spoiny.
Konieczna jest również znajomość właściwości mechanicznych całego złącza spawanego (metal podstawowy, strefa wpływu ciepła i metal spoiny). Odbywa się to poprzez kwalifikację procedury spawania.
Kwalifikacja procedury spawania to metoda, za pomocą której okazuje się, że dana procedura jest odpowiednia do uzyskania złączy spawanych o zadowalającej jakości.
Kwalifikację przeprowadza się poprzez spawanie złączy egzaminacyjnych, zgodnie z wcześniej ustaloną procedurą, oraz ocenę wyników badań próbek pobranych ze złącza egzaminacyjnego.
Wyniki są oceniane zgodnie z kryteriami akceptacji określonymi przez obowiązujący standard kwalifikacji.
Po spawaniu złącza egzaminacyjnego należy dokonać przeglądu zakresów parametrów spawania, aby dostosować faktycznie stosowane wartości do tolerancji dozwolonych w obowiązujących normach kwalifikacyjnych.
Wstępnie zakwalifikowane procedury spawania
Są to procedury spawalnicze, które można zastosować, gdy doświadczenie i znajomość niektórych metali nieszlachetnych i materiałów spawalniczych udowodni przydatność określonej procedury poprzez serwis wykonywany przez długi czas.Stosowanie procedury prekwalifikacji odbywa się tylko wtedy, gdy zezwala na to norma kwalifikacji procedury, specyfikacje, normy produkcyjne itp.
W przypadku procedur prekwalifikacyjnych nie jest konieczne wykonywanie testów kwalifikacyjnych.
Gdy stosowanie procedury wstępnie zakwalifikowanej nie jest dozwolone (lub, na przykład, gdy procedura nie spełnia wymagań do zakwalifikowania jako procedura wstępnie zakwalifikowana), należy udowodnić, że procedura spawania jest odpowiednia za pomocą testów i/lub badań . I ocena wyników, zgodnie z wymaganiami przyjętej normy lub specyfikacji.
Wymagania dotyczące kwalifikacji procedur spawalniczych różnią się znacznie w zależności od normy.
Kwalifikacja dokonana zgodnie z jedną normą generalnie nie jest ważna dla innej normy.
Dlatego konieczne jest, aby inspektor spawalniczy był świadomy przestrzegania wymagań obowiązującej normy przy kwalifikacji procedur.
Wstępnie zakwalifikowany czy już zakwalifikowany?
Często zdarza się, że ludzie mylą „wstępną kwalifikację” z „już zakwalifikowaną”. Z technicznego punktu widzenia istnieją różnice.Procedura „już kwalifikowana” to taka, która została przetestowana/zdana do badań zgodnie ze standardami kwalifikacyjnymi przez firmę wykonującą usługi. Dokument wygenerowany przez ten proces to WPQR, a następnie WPS jest generowany dla produkcji/pracy.
Procedura „wstępnej kwalifikacji” i wszystkie jej kryteria są zaczerpnięte bezpośrednio ze standardu. Dokument wygenerowany przez ten proces to WPS i WPQR nie jest wymagany.
Procedura „już kwalifikowana” jest zwykle akceptowana w nowych pracach, ponieważ takie ponowne wykorzystanie jest przewidziane w samych standardach kwalifikacji.
Jednak jego użycie nie może być bezkrytyczne i wymagany jest profesjonalista posiadający wiedzę techniczną, aby przeanalizować możliwość zastosowania „już kwalifikowanej” procedury w nowym dziele.
Z drugiej strony stosowanie procedur wstępnie kwalifikowanych jest już znacznie mniej akceptowane. Należy pamiętać, że niektóre firmy nie akceptują wstępnie kwalifikowanych procedur.
Moim zdaniem ta decyzja jest niezwykle konserwatywna, a nawet wsteczna. To niesamowite, jak marnujemy pieniądze na (ponowną) kwalifikację procedury spawania pod następującymi warunkami:
- Materiał o doskonałej spawalności, taki jak stal niskowęglowa.
- Zastosowania takie jak schody.
- Bardzo szczegółowe warunki i parametry, takie jak te podane w AWS D1.1.
Wstępna specyfikacja technologii spawania (pWPS)
Wstępny WPS to dokument przygotowany na podstawie wiedzy, przeszłych doświadczeń lub „techniki” prób i błędów. Jest to opis, w jaki sposób chcesz spawać swój element testowy.Częściej niż nie, parametry spawania sugerowane w pWPS będą miały niewielkie korekty ze strony spawacza wykonującego kwalifikację. Musimy zapewnić, że te rzeczywiste zmiany lub parametry zostaną włączone do WPQR.
Po spawaniu kwalifikacyjnym, złączki egzaminacyjne są badane i jeśli przejdą egzamin, kwalifikacja jest pozytywna. WPQR może być opracowany i będzie podstawą do budowy specyfikacji procedury spawania (ostateczny WPS).
Należy zauważyć, że wstępny WPS nie jest obowiązkowy we wszystkich standardach, ale nadal jest to dobra praktyka inżynierska. Na przykład ASME IX nie wymaga wstępnego WPS, patrz interpretacja IX-10-22.
Standardy kwalifikacji
Wykonanie niewłaściwych spoin podczas produkcji niektórych rodzajów konstrukcji lub urządzeń, takich jak statki, mosty, rurociągi, komponenty samochodowe i zbiorniki ciśnieniowe, może skutkować poważnymi wypadkami z materiałami, a ostatecznie stratami ludzkimi i szkodami w środowisku.Aby zminimalizować prawdopodobieństwo takich zdarzeń i zapewnić większą jednolitość, kontrolę i identyfikowalność procesu, operacje spawania dla różnych zastosowań i różnych innych aspektów związanych ze spawaniem są regulowane różnymi kodami i specyfikacjami.
Obowiązkowe wymagania dotyczące kwalifikacji procedur spawalniczych, spawaczy i operatorów spawalniczych są zawarte lub wymienione w tych dokumentach.
Obowiązkiem inżyniera spawalnika jest określenie, poprzez specyfikacje projektowe lub dokumenty zakupu, normy regulującej spawanie i jakie wymagania kwalifikacyjne są określone w tych dokumentach.
ASME Sekcja IX – Kwalifikacje spawalnicze i lutownicze
Jest to standard stosowany do urządzeń takich jak kotły, rurociągi, zbiorniki ciśnieniowe, elementy jądrowe. Wszystkie sekcje normy „ASME Boiler and Pressure Vessels” odnoszą się do „Sekcji IX” w celu uzyskania kwalifikacji.Standard API 1104 – Norma dla rurociągów spawalniczych i obiektów pokrewnych
Jest to unikalny standard kwalifikacji do spawania rurociągów. Generalnie ograniczone do rurociągów naziemnych w Brazylii.AWS D1.1 – Norma spawania konstrukcyjnego AWS – Stal
Norma ta jest dedykowana do spawania konstrukcji metalowych w stali. Istnieją inne „D”, które zajmują się spawaniem aluminium, stali nierdzewnej itp…Niniejszy dokument zawiera własne wymagania dotyczące kwalifikacji, które są obowiązkowe, gdy prace spawalnicze muszą być zgodne z AWS D1. 1.
Poniższa tabela przedstawia najczęstsze standardy projektowe i produkcyjne dla sprzętu o określonych standardach kwalifikacyjnych.
Po ustaleniu standardu kwalifikacyjnego, dla każdego przypadku można ustalić specyficzne wymagania dotyczące kwalifikacji procedur oraz spawaczy i operatorów spawalniczych.
Jak wspomniano wcześniej, kwalifikacji dokonuje się poprzez ocenę wyników badań przeprowadzonych na próbkach pobranych ze złączy egzaminacyjnych, spawanych zgodnie z wcześniej ustaloną procedurą.
Przygotowanie próbek do badań
Przygotowanie złączy egzaminacyjnych odbywa się w oparciu o wymagania obowiązującej normy kwalifikacyjnej oraz informacje o procedurze spawania, która ma zostać zakwalifikowana.Pozycje związane z przygotowaniem próbki do badań są ze sobą powiązane.
Dlatego analiza musi być łączona, pamiętając, że zawsze pożądana jest jak najmniejsza liczba próbek, w granicach obowiązującej normy.
Rodzaje kuponów testowych
Próbka może być rurką, arkuszem lub ich kombinacją. Typ nie zawsze jest uważany za zmienną podstawową, czyli zmienną, dla której konieczna jest ponowna kwalifikacja w przypadku zmian.Ogólnie rzecz biorąc, próbka powinna być reprezentatywna dla wykonywanej pracy. Jeżeli kwalifikacja dotyczy spawania rur, ewentualnie próbką do badań powinna być rura, aby zmniejszyć liczbę potrzebnych części do badań.
Materiał kuponu testowego
Ogólnie rzecz biorąc, próbki do badań muszą być z tego samego materiału co sprzęt. Aby zmniejszyć liczbę kwalifikacji, standardy określają wyjątki, które, gdy tylko jest to możliwe, powinny być przyjmowane.Normy grupują materiały w celu ułatwienia stosowania materiałów podobnych do sprzętu, który ma być spawany. Na przykład według ASME Sec. IX, część egzaminacyjna musi mieć ten sam „numer P” co sprzęt (materiały o tej samej spawalności są zgrupowane pod tym samym numerem).
Ponadto, zgodnie z ASME Sec. IX, dla kwalifikacji spawaczy, materiałem może być stal węglowa (liczba P = 1), nawet jeśli sprzęt jest z innego materiału (patrz ASME Sec. IX QW-310.4).
Wybór materiału musi zawsze opierać się na wymaganiach norm oraz, w ramach dozwolonych wyjątków, na dostępności i koszcie materiału.
Wymiary kuponu testowego
Próbka do badań musi mieć wymiary umożliwiające usunięcie przewidywanych próbek. Aby na przykład określić długość płytki testowej, konieczne jest poznanie ilości i szerokości próbek. Szerokość próbki do badań zależy od długości próbek.Standard AWS D1. 1 bezpośrednio określa wymiary, pozostawiając tylko inspektorowi identyfikację konkretnego projektu, który ma zostać użyty.
ASME Sec. IX przedstawia rozmieszczenie i wymiary okazów oddzielnie, pozostawiając inspektorowi ustalenie wymiarów do wykorzystania.
UWAGA: Wymiary podane są w mm i reprezentują wymiary minimalne
Grubość kuponu testowego
Jednym z najważniejszych czynników, które należy określić przed przygotowaniem próbki do badań, jest jej grubość. Dzieje się tak, ponieważ grubość badanego elementu określa limity grubości zakwalifikowane przez badanie.Zasadniczo grubość próbki do badań powinna wynosić co najmniej połowę maksymalnej grubości ustalonej w procedurze. W każdym razie grubość próbki do badań jest reprezentatywna dla pewnego zakresu grubości. Standard API Std. 1104, na przykład ogranicza kwalifikację do pewnych grup grubości.
Właściwy dobór grubości zmniejszy liczbę próbek do badań.
Średnica kuponu testowego
Jeżeli próbką do badań jest rurka, należy przeanalizować wpływ średnicy na ważność kwalifikacji.Standardy kwalifikacyjne różnią się pod tym względem. Według ASME Sec. Na przykład IX średnica wpływa tylko na kwalifikacje spawaczy (patrz tabela poniżej). Gdy średnica rurki jest istotną zmienną, będzie ona reprezentować zakres średnic, a wybór musi być dokonany w taki sposób, aby obejmował zakres przewidziany w procedurze.
Pozycja spawania
Stanowisko ma wpływ na energię spawania i trudność wykonywania spawów, a tym samym bezpośrednio wpływa na kwalifikację procedur i spawaczy/operatorów spawalniczych.W związku z tym normy określają podstawowe pozycje i zakres dziedzinowy każdej pozycji, dzięki czemu można ustalić pozycję, w której należy spawać część egzaminacyjną.
Ilekroć pozycja spawania jest uważana za zmienną podstawową, kwalifikacja musi być ograniczona do pozycji, w której część jest spawana lub, zgodnie z obowiązującą normą, do dwóch lub więcej pozycji, na przykład mamy AWS D1 Standard .1.
W konkretnym przypadku sprawdza się, jakie stanowiska spawalnicze są przewidziane w procedurze, czy stanowisko spawalnicze jest zmienną zasadniczą dla procedury spawalniczej w normie kwalifikacyjnej, a jeśli tak, to jakie są granice stanowisk.
Materiały spawalnicze
Prawidłowa specyfikacja materiałów eksploatacyjnych do użycia jest powiązana z integralnością złącza spawanego, aby zagwarantować właściwości mechaniczne wymagane przez projekt.Grupowanie materiałów eksploatacyjnych odbywa się inaczej, norma API 1104 określa 11 grup, norma AWS D1.1 materiały eksploatacyjne są skorelowane z rodzajem materiału bazowego, w sekcji IX normy ASME materiały eksploatacyjne są określone przez nr F, jak wskazano w pkt QW 432.
Poniższa tabela ilustruje grupowanie materiałów spawalniczych zgodnie z normą API1104.
Przygotowanie złącza do spawania
Przygotowanie złącza musi być reprezentatywne dla rzeczywistych warunków spawanego sprzętu. W związku z tym rodzaj i wymiary fazowania, pomoce montażowe i czyszczenie złącza muszą odpowiadać rzeczywistym warunkom.Niektóre normy (np. AWS) definiują typ fazowania jako istotną zmienną. W związku z tym, w zależności od rodzajów fazowania przewidzianych w procedurze, można wpływać na liczbę próbek do badań.
Usuwanie okazów
Z definicji złącza egzaminacyjnego, które zostało wykonane zgodnie z informacją o procedurze spawania i zmiennych normy kwalifikacyjnej, można określić wymagania dotyczące usuwania i przygotowania próbek.Wszystkie wymagania zależą teraz od próbki testowej i standardu kwalifikacyjnego. Ze złącza egzaminacyjnego, ponieważ zależą od rodzaju, grubości i średnicy (dla rur) złącza egzaminacyjnego oraz normy kwalifikacyjnej, ponieważ normy, również w tym czynniku, mają wyłączne wymagania dotyczące kwalifikacji procedury i kwalifikacji spawaczy oraz operatorów spawalniczych.
Stanowisko wycofania dowodów
Ogólnie pozycja pobierania próbki zależy od normy kwalifikacyjnej, rodzaju próbki do badań, średnicy probówki i grubości próbki do badań.Poniższe 3 rysunki ilustrują położenie zdejmowania korpusów zgodnie z wymaganiami najbardziej powszechnych norm kwalifikacyjnych.
Przygotowanie próbek
Ta pozycja ma duże znaczenie w kwalifikacji, ponieważ zależy od aktualności i powtarzalności wyników badań.Obowiązkiem inspektora spawalniczego jest zapewnienie spełnienia wymagań dotyczących wymiarów i wykończenia próbek.
Ważność kwalifikacji
Zarówno w kwalifikacjach procedur spawalniczych, jak iw kwalifikacjach spawaczy i operatorów urządzeń spawalniczych normy różnią się między sobą ważnością uprawnień, to znaczy w przypadku, gdy procedura staje się niezdatna do użytku lub gdy spawacz lub operator spawania wymaga przekwalifikowania.Zadaniem inspektora spawalniczego jest zapewnienie, że stosowane są wyłącznie kwalifikowane procedury (patrz uwaga poniżej), że spawacze i operatorzy spawalniczy pracują tylko przy usługach, do których posiadają kwalifikacje oraz, że w razie potrzeby są przekwalifikowani.
Warto raz jeszcze pamiętać, że zakwalifikowanie procedury nie gwarantuje jej zastosowania do jakiejkolwiek pracy. Każda praca ma swoje własne kryteria i wymagania, a do zastosowania procedury spawania wymagana jest ocena techniczna.
Granice kwalifikacji są najpierw ustalane za pomocą zmiennych spawalniczych.
Zmienne to warunki spawania, które, jeśli zostaną zmienione, wpływają na jakość spoin.
Dla procesu spawania elektrodą otuloną, na przykład, przełączenie z prostownika na źródło zasilania generatora zwykle nie ma wpływu na prawdopodobieństwo zmiany jakości spawów i dlatego nie jest uważane za zmienną dla tego procesu. .
W każdym razie może to być zmienna dla innego procesu spawania.
Niektóre standardy kwalifikacji nadają wszystkim zmiennym to samo znaczenie. Inni przypisują im różne poziomy ważności, klasyfikując je na zmienne istotne i zmienne nieistotne.
Każda norma określa określone zmienne, mające zastosowanie do każdego z procesów spawalniczych.
Znając odpowiednie zmienne, inspektor spawalniczy może określić, czy spawanie jest wykonywane prawidłowo.
Niezbędne zmienne
Są to zmienne, które w przypadku zmiany wymagają ponownej kwalifikacji.Dodatkowe podstawowe zmienne
Są to zmienne, które w przypadku zmiany wymagają ponownej kwalifikacji, jednak ich analiza jest konieczna tylko wtedy, gdy istnieje wymóg oddziaływania na połączenie spawane.Zmienne nieistotne
Są to zmienne, które w przypadku zmiany nie wymagają ponownej kwalifikacji. Stosując kwalifikowaną procedurę i w granicach zmiennych, powinny one skutkować akceptowalnymi spoinami, jeśli spawacz nie wprowadza wad. Jednak zmiana wykraczająca poza granice ustalone w procedurze może wpłynąć na właściwości mechaniczne spoin, nawet jeśli spawacz wykonuje spoinę bez wad.Zmiana na nieistotną zmienną nadal wymaga przeglądu WPS, ale nie WPQR.
Przykład zmiennych spawalniczych
Rodzaj złącza spawanego
Rodzaj złącza określa się biorąc pod uwagę grubość spawanego materiału. Ogólnie rzecz biorąc, rodzaj złącza powinien być używany tak, aby ilość osadzanego metalu była niewielka, co pozwala uniknąć marnowania metalu spoiny, czasu maszyny i spawacza, a także unikania wprowadzania dużej ilości ciepła do części.Kąt fazowania
Kąt ukosu umożliwia dostęp elektrody do obszarów w pobliżu grani spoiny i ułatwia spawanie wielu przejść, unikając przegrzania części. Musi mieć zmienny wymiar w pewnym limicie, ponieważ zbyt „zamknięty” utrudnia pracę grani, a zbyt „otwarty” odkłada się duże i niepotrzebne ilości materiału dodatkowego.Otwarcie korzenia
Otwór grani umożliwia penetrację grani spoiny przez spoiwo. Otwór grani również musi być kontrolowany, ponieważ jeśli jest zbyt duży, może dojść do nadmiernego wtopienia spoiny lub całkowitego wtopienia lic, a co za tym idzie przelania się z całego grani i zbyt małego może uniemożliwić jakąkolwiek penetrację.Korzeń twarzy
Odgrywa również ważną rolę w penetracji, ponieważ służy jako solidna podpora dla stopionego metalu. Należy również kontrolować jego wymiar, aby doszło do idealnego zespolenia jego krawędzi, a co za tym idzie odpowiedniej penetracji.Korzystanie z „podkładu”
W złączach doczołowych w pozycji płaskiej, w celu uzyskania kontrolowanej penetracji niezależnej od wyżej wymienionych czynników, dobiera się podkład, który służy jako podpora stopionego metalu w celu uzyskania pożądanych kształtów. Ten typ urządzenia jest często używany w stawach, w których nie ma dostępu do drugiej strony stawu.Formularz WPS (przykład)
Formularz WPS musi zawierać informacje przewidziane w odpowiednich obowiązujących standardach kwalifikacji, na przykład:-
Identyfikacja standardu kwalifikacyjnego.
-
Szkic uszczelki i fazki.
-
Szkic sekwencji przejść (zwykle ignorowany ze względów praktycznych).
-
Specyfikacja, klasyfikacja i znak towarowy materiałów eksploatacyjnych.
-
Numer WPS i WPQR.
-
Kontrola dopływu ciepła, jeśli ma to zastosowanie.
-
Specjalne wymagania dotyczące używanych materiałów eksploatacyjnych (np. Użycie przyrostka G).
-
Zakres podgrzewania dla kwalifikowanych grubości.
-
Data przygotowania i zatwierdzenia.
-
Imię i nazwisko odpowiedzialnego inżyniera.
Dowiedz się więcej o Spawaniu
Chcesz dowiedzieć się więcej o spawaniu? Odwiedź Kurs Przyspieszony.
Cytat
Kiedy musisz uwzględnić fakt lub informację w zadaniu lub eseju, powinieneś również podać, gdzie i jak znalazłeś tę informację (Procedura spawania).
Daje to wiarygodność Twojemu artykułowi i czasami jest wymagane w szkolnictwie wyższym.
Aby ułatwić sobie życie (i cytowanie), po prostu skopiuj i wklej poniższe informacje do swojego zadania lub eseju:
Luz, Gelson. Procedura spawania (WPS). Blog Materiały. Gelsonluz.com. dd mm rrrr. URL.
Teraz zastąp dd, mm i rrrr dniem, miesiącem i rokiem przeglądania tej strony. Zamień również adres URL na rzeczywisty adres URL tej strony. Ten format cytowania jest oparty na MLA.
Komentarze