چند پرسش و پاسخ درباره WPS و PQR_ بخش ۳

۳۰- من یه منبعی نیاز دارم که نمونه های آماده WPS را بتوانم تهیه کنم. می توانید راهنمایی کنید؟ 

نرم افزارهایی برای تکمیل فرمهای مختلف جوشکاری وجود دارند مانند:

  http://www.cspec.com/ http://www.wpsamerica.com/welding_software_demo3.php

  /http://softwaretopic.informer.com/wps‐welding‐program

نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که اینها رایگان نیستند و فقط می توانید از دموی بعضی از آنها استفاده کنید. راه دیگر، استفاده از جستجوی اینترنتی و یافتن نمونه های WPS – PQR با فرمت     wordیا excel است تا آنها را بر اساس نیازهای خود تغییر دهید. اگر از این روشها به نتیجه مطلوب نرسیدید و در استفاده از کامپیوتر مهارت دارید می توانید با اندکی صرف وقت، فرمهای مورد نیازتان را خود ایجاد کنید.

به عنوان آخرین نکته گفتنی است این فرمها معمولا غیر الزامی هستند و نیازی نیست دقیقا مشابه آنچه در کد یا استاندارد آمده است تهیه شوند، مثلا فرم WPS کد Sec. IX که در Appendix B آمده است یک فرمت پیشنهادی است و کاربر بر اساس نیازهای خود می تواند تغییراتی در آن بدهد. البته برخی مشاوران یا کارفرمایان به دلیل راحتتر بودن بازبینی مدارک و کاهش زمان، از پیمانکار می خواهند حتما  از فرمهای استاندارد استفاده گردد و تغییری در آن داده نشود.

۳۱- فرض کنید ضخامت های از  ۱۰ تا ۲۰ میلیمتر در سازه داریم. اگر WPS‐PQR برای ضخامت ۱۰ تهیه شود تا دو برابر ضخامت یعنی ۲۰ میلیمتر را بر اساس ASME پوشش می دهد. ضخامت ۱۰ برای جنسی با طرح اتصال خاص، شاید نیاز به پیش گرم نداشته باشد ولی این تضمین وجود ندارد که ضخامت ۲۰ نیز پیش گرم نخواهد. اگر ضخامت ۲۰ پیش گرم نشود مشکلات جوشکاری خاص خود پدید می آورد و اگر پیش گرم بشود طبق  ASME این پیش گرم نیاز به تایید مجدد PQR دارد. چه باید کرد؟ 

پیش از هر چیز یادمان باشد قانون دو برابر ضخامت همواره درست نیست زیرا بر اساس بند

۴۰۷٫۴‐QW در صورت وجود برخی شرایط ( مثلا PWHT یک فولاد کربنی در دمای ۶۷۰ درجه سانتیگراد) دو برابر به ۱/۱ برابر کاهش می یابد.

اما برگردیم به پرسشتان. نگفته اید این سازه چه نوع سازه ایست. نخست باید ببینید بر اساس کد ساخت تجهیز آیا نیاز به پیشگرم وجود دارد یا نه. مثلا اگر پایپینگ یک پالایشگاه است باید به جدول

۳۳۰٫۱٫۱ کد B31.3 مراجعه کنید یا اگر یک مخزن تحت فشار ساخته می شود باید

ASME Sec. VIII, Div. 1, Appendix R را ببینید. به این ترتیب دیگر با شک و گمان در مورد ضرورت انجام پیش گرم تصمیم نمی گیرید. پس از این مرحله باید از همان کد ساخت تجهیز استفاده کنید و ببینید آیا آزمون ضربه الزامی است یا نه. با این اطلاعات می توانید بر اساس نوع متغیر پیش گرم مطابق ۲۵۳‐QW برای انتخاب دامنه ضخامت WPS و به دنبال آن ضخامت نمونه PQR تصمیم گیری نمایید.

۳۲- چگونه می توانم WPS های آماده برای فلزات مختلف از جمله فولاد و آلومینیوم داشته باشم تا در پروژه از آنها استفاده کنم؟

نمونه های این مدارک را با جستجوی اینترنتی می توانید بیابید. از گوگل و کلید واژه های زیر استفاده کنید.

   weld procedure specification

sample welding procedure specification

wps sample

به تازگی یک کتاب فارسی نیز منتشر شده است که wps های نمونه برای مواد مختلف ارائه داده است.

اگر دوستانی در شرکتهای مهندسی دارید می توانید از آنها بخواهید تا نمونه هایی در اختیارتان قرار دهند.

این نمونه ها می توانند به عنوان یک الگو مورد استفاده قرار گیرند اما در استفاده از آنها باید تمام جوانب را بسنجید زیرا  نکته مهم این است که Sec. IX به تنهایی برای تهیه WPS – PQR کافی نیست  (not a standalone code) بلکه باید همواره یک چشممان به کد ساخت مانند ۳۱٫۳ B یا  Sec. VIIIیا ۶۵۰ API و نیز spec. ها نظیر NIOEC یا IPS و … هم باشد زیرا عموما کد ساخت یا spec. الزاماتی فراتر از الزامات Sec. IX دارد (overrule) و باید همیشه به یاد داشته باشیم در دست داشتن یک WPS تایید شده، تضمینی برای قابل پذیرش بودن آن برای تمام کدهای ساخت نیست. حتی اگر نمونه WPS یک پروژه را در اختیار داشته باشید باید دقت کنید تغییر در محدوده ضخامت یا دمای طراحی آن تجهیز و یا تغییر سایر متغیرها، ممکن است الزامات جدیدی را پدید آورد. مثلا اگر از WPS – PQR برای جوشکاری مخزن تحت فشار ایستگاه تقویت فشار گاز (فضای باز) شهر نکا با حداقل دمای طراحی فلز  ۲- درجه سانتیگراد استفاده شده باشد، همان مدارک را نمی توان برای همین تجهیز با شرایط مشابه اما در شهر اردبیل با MDMT حدود ۳۰- درجه سانتیگراد به کار برد زیرا الزام آزمون ضربه وجود خواهد داشت.

۳۳- آیا تغییر جنس پشت بند در جایی که مثلا استفاده از پشت بند سرامیکی در مدارک اشاره شده است به پشت بند مسی مجاز است؟ آیا نیاز به PQR مجدد داریم؟ 

نخست باید توجه داشت که Sec. IX پشت بند (backing) را از retainer جدا می کند ( تعاریف واژگان ۴۹۲‐QW/QB را ببینید. در ضمن در فرمت پیشنهادی WPS در ۴۸۲‐QW در توضیح    backing material اشاره شده که این آیتم هم به backing و هم به retainer اشاره دارد.) اما AWS هر دو را با یک تعریف مشخص نموده است. به این ترتیب اگر با Sec. IX کار می کنید باید به دو بند ۴۰۲٫۴‐QW و ۴۰۲٫۱۱‐QW توجه داشته باشید.

پرسش شما یعنی پشت بندهای سرامیکی و مسی در دسته retainer قرار می گیرند که می توان نوع سرامیکی را non‐metallic retainer و نوع مسی را non‐fusing metal retainer بر اساس تقسیم بندی ۴۰۲٫۱۱‐QW در نظر گرفت.  بر اساس جدول ۲۵۳‐QW گذاشتن یا برداشتن آن جزو متغیرهای غیر اساسی محسوب شده و روشن است که تغییر جنس آن نیز نیاز به PQR دوباره نخواهد داشت.

شایان گفتن است، Sec. IX هیچ راهنمایی یا الزامی برای تکمیل بخش  (Backing Material type) از فرمت پیشنهادی WPS در فرآیند SMAW ندارد. فقط در  ۴۰۲٫۵‐QW آمده است برای فرآیند GTAW باید ترکیب شیمیایی پشت بند در WPS درج گردد.

۳۴- آیا در مورد انتخاب آمپر و ولتاژ و نیز سرعت حرکت جوشکاری با توجه به جنس و ضخامت و نیز روش جوشکاری در نوشتن WPS مرجعی داریم؟ 

نخست باید توجه داشت که Sec. IX در این موارد راهنمایی نکرده است. می توانید از اطلاعات ارایه شده توسط شرکت سازنده الکترود یا از AWS welding handbook VOL.2 یا VOL.3 و VOL.4 استفاده نمایید.

۳۵- اگر در پروژه ای، WPS و PQR ها بر اساس استاندارد اروپایی تعیین شده باشند، برای پروژه ای دیگر که محدوده ضخامت ها و متریال از یک خانواده بوده و تنها WPS های جدید توسط سازمان دیگری تهیه شده باشد، با فرض مطابقت مواد مصرفی و موارد دیگر، آیا کارفرما می تواند به استناد پذیرش PQR پروژه قبلی، از PQR برای پروژه جاری چشم پوشی کند و یا سازمان تهیه کننده WPS های پروژه جدید با علم به این موضوع از تهیه PQR خودداری کرده و خواهان استناد به PQR پروژه قبلی شود؟ 

در مورد استاندارد اروپایی مطمئن نیستم اما کد در بند ۲۰۱‐QW مسئولیت ته یه این دو مدرک را بر عهده پیمانکار یا سازنده گذاشته است و بر اساس ا ین آیتم از کد استفاده از WPS‐PQR پیمانکار یا سازنده دیگری مجاز نیست اما در ب ین کدهای ساخت متداول ASME B31.1 در آیتم ۱۲۷٫۵٫۳ و ASME B31.3 در آیتم ۳۲۸٫۲٫۲ ( هر دو پایپینگ هستند اولی برا ی نیروگاه و دومی برای صنایع فرآیندی نظیر پتروشیمی و پالایشگاه) برای پرهیز از دوباره کاری، با موافقت کارفرما این مجوز را می دهند که با برآورده ساختن شرایطی خاص، بتوان از WPS موجود استفاده نمود.

برابر بند ۱۰۰٫۳‐QW کد، استفاده از هر یک از مدارک WPS‐PQR‐WPQ تایید صلاحیت شده در هر تاریخ گذشته (۱۹۶۲ میلادی به بعد) پذی رفته است. تفسیر شماره ۱۰‐۰۴‐IX که در ۱۰ ژوئن ۲۰۰۴ میلادی انتشار یافته است نیز به آن صحه گذارده است. یادآور می گردد کارفرما یا یک مشخصات فنی می تواند الزامات دیگری در این مورد لحاظ کرده باشد مانند انجام آزمون PQR پیش از آغاز پروژه در حضور ناظران یا استفاده از مدرک PQR ی که بیش از ۳ سال ( کد هر ۳ سال یکبار ویرا یش م ی گردد) از زمان تهیه آن سپری نشده باشد.

۳۶- در توضیحات مربوط به الکترود دریک WPS به MIL‐SPEC اشاره شده بود. منظور چیست؟ 

استانداردها و دستورالعملهای وزارت دفاع آمریکا (MIL‐STD ) (MIL‐SPEC) و وزارت دفاع انگلستان (MOD) را می توان از دسته استانداردهای انجمنی یا صنفی به شمار آورد گرچه به لحاظ تنوع موضوعی و کیفیت فنی جزو بهترین استانداردهای دنیا به شمار می آیند به گونه ای که به طور مثال در مجموع استانداردهای MIL می توان مجموعه ای از استانداردهای صنعتی، طراحی، مهندسی، آزمایشگاهی، تولیدی ، کنترل کیفیت و …. را در زمینه های مختلف فلزات، غیر فلزات، محصولات نفتی و پالایشگاهی، رنگ و پوشش، موتور و اجزاء آن، گیربکس، چسب وسیلانت، پمپ، اسلحه، تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، آزمونهای غیر مخرب و … یافت. این چندان عج یب نیست زیرا در سراسر تاریخ، لزوم پیروزی در جنگ منجربه ابداعات بسیاری شده که ما امروزه از آنها استفاده م ی کنیم مثلا در۱۹۶۹، وزارت دفاع ایالات متحده در جست و جوی راه جدیدی برای ارسال و دریافت اطلاعات دیجیتال بود که اینترنت از این جست و جو پدید آمد.

پروژه ای در وزارت دفاع آمریکا برا ی دسترس ی رایگان به مجموعه مدارک شامل استاندارد، دستورالعمل و … تعریف شد که می توانید از لینک زیر استانداردها یا دستورالعمل های مختلف را ( مثلا در حوزه جوشکاری) دری افت نمایید.

http://www.assistdocs.com

۳۷- مشاور در بررسی مدرک WPS، به تفسیر کد اشاره کرده است. این تفسیرها در کدام قسمت Sec. IX وجود دارند؟ 

همانگونه که می دانید اگر کاربر کد نتواند قانون یا الزامی را تفسیر کند، می تواند درخواست تفسیر را به کمیته ASME BPVC ارسال نماید. پس از بررسی درخواست تفسیر، در صورت دارا بودن شرایط لازم، پاسخ آن به شخص درخواست کننده ارسال می گردد. همچنین این پرسش و پاسخ تحت نام interpretation دو بار در سال توسط ASME منتشر م ی گردد. هر یک از این پرسش و پاسخ ها با  یک سیستم شماره گذاری مشخص می شوند مثلا تفسیر ۱۴‐۱۰‐IX دارا ی این اجزا است:

• IX نشان دهنده مربوط بودن این تفسیر به IX است.
• ۱۰ سال ویرایشی از کد را نشان می دهد که این تفسیر مربوط به آن است ( در این مثال ویرایش ۲۰۱۰ کد)

• ۱۴ یک شماره ترتیبی است و نشانگر این است که این تفسیر چهاردهمین تفسیری است که در ارتباط با ویرایش ۲۰۱۰ کد منتشر شده است.

اگر R به دنبال نشانه بیاید گویای آن است که این تفسیر نسبت به اولین انتشارش تغییر کرده است مانند   ۱۰۰‐۸۹‐IX که سپس به صورت IX‐۸۹‐۱۰۰R انتشار یافته است.

دو  لینک زیر برخی از این تفسیرها را در اختیارتان می گذارد.

  http://www.pdf‐txt.com/pdf/ASME‐interpretation.html

http://cstools.asme.org/interpretations.cfm

۳۸- می توانید این WPS را برای من تفسیر کنید؟ منظورم از تفسیر این است که چرا پارامترها به این صورت انتخاب شده اند مثل درصد ترکیب گاز. 

هرWPS تبلوری از دانش و تجربه است و شما هنگام نوشتن یا بررسی آن باید به الزامات و راهنمایی های استاندارد یا کد تهیه WPS، استاندارد یا کد ساخت، تجارب مهندسی موجود، وضعیت تجهیز، امکانات و … توجه داشته باشید. به عنوان نمونه انتخاب بهترین گاز محافظ و درصد آن به عوامل زیادی مانند نفوذ و ذوب مورد در خواست، شکل جوش، نوع فلز پایه، شرایط انتقال فلز و سرعت جوشکاری بستگی دارد. ممکن است به دلایلی در فرآیندهای جوشکاری با الکترود توپودری یا حتی الکترود روپوش دار نیز از گازی خنثی استفاده شود.( مانند دمیدن گاز در پشت ش یار جوش) کتابها و مراجع بسیار متنوع و فراوانی وجود دارند و شما با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده می توانید از راهنمایی ها ی این منابع استفاده نمایید.

۳۹- در چه مواردی در PQR طبق ASME نیاز به تافنس داریم؟در چه دمایی باید تست شود و معیار مقایسه و پذیرش تافنس چیست؟ 

نخست باید گفت Sec. IX از واژه notch‐toughness test در بند  ۲۰۰٫۳‐QW استفاده می کند در حالیکه در Sec. VIII به واژه های دیگری برای توصیف این مفهوم برمی خوریم مانند Charpy impact test, Charpy V‐notch test, impact test

در ASME Sec. IX به صراحت مشخص نشده است که چه هنگام باید آزمونهای تعیین چقرمگی (آزمون ضربه شارپی یا پلینی) انجام شود و حتی از تعداد و چگونگی آماده سازی آزمونه ها نیز سخنی به میان نیامده است؛ بلکه در ۱۷۰‐QW  ذکر شده است که این آزمونها در هنگام الزام توسط بخشهای دیگر این کد( بعبارت دیگر کد ساخت) باید انجام شود. در مورد تعداد و نحوه آماده سازی آزمونه ها و نیز معیار پذیرش نتایج آزمون نیز مطلب مشابهی بیان شده است. برای روشن شدن مطلب می توان گفت بعنوان مثال اگر سیستم piping فولادی بر اساس استاندارد ۳۱٫۳ ASME B  طراحی و اجرا می گردد می توان بر اساس جدول ۳۲۳٫۲٫۲ این استاندارد در مورد آزمون ضربه تصمیم گیری کرد. اگر کد ساخت Sec. VIII باشد باید نخست به نمودار ۶۶‐UCS و سپس برای مراحل اجرایی به ۸۴‐UG مراجعه کرد .

به این ترتیب شما باید در این مورد به کد ساخت مراجعه نمایید.

۴۰- در تهیه PQR طبق کد ASME IX، چه زمانی از تست سختی استفاده می شود و معیار برای مقایسه سختی جهت اطمینان از سلامت نتایج چیست؟ 

لزوم انجام آزمون سختی سنجی برای PQR یکی از تفاوتهای کد ASME با استانداردهای دیگری مانند ۱۵۶۱۴ EN ISO (پیش از این ۲۸۸   (EN است که این استاندارد، انجام آزمون سختی سنجی را الزامی می داند ( مثلا استفاده از روش ویکرز با نیروی ۱۰ کیلوگرم برای فولاد کربنی) و تعداد و مکانهای سختی سنجی به همراه معیار پذیرش را مشخص نموده است در حالیکه Sec IX لزوم انجام شدن یا نشدن و چگونگی  سختی سنجی و معیار پذرش نتایج  را به کد ساخت construction  code واگذار نموده است و صرفا برای جوشکاری به روشهای temper bead  و overlay الزاماتی در مورد تعداد و مکانهای سختی سنجی دارد و در مورد معیار پذیرش به این نکته اکتفا کرده که عدد سختی باید از حداقل مشخص شده در کد ساخت بالاتر باشد.

( بندهای۴۶۲٫۵٫‐QW‐۲۹۰٫۵(c),QW‐۴۶۲٫۱۲,QW‐۴۵۳,QW )  به این ترتیب شما باید در این مورد به کد ساخت مراجعه نمایید.

۴۱-می خواهیم جهت گرفتن PQR برای دو قطعه استیل ۳۲۱ به فولاد کربنی از ورق های به ضخامت ۸ میلیمتر استفاده نماییم. چه مقدار از این ضخامت را با جوش آرگون و چه مقدار از ضخامت را با الکترود جوشکاری نماییم تا بتوانیم از هردوی آنها در پروسه جوشکاری استفاده نماییم.؟ 

ضخامت جوشکاری ما در پروسه جهت جوش آرگون ۴ میلیمتر و ضخامت ما جهت جوشکاری با الکترود ۶ میلیمتر می باشد. 

براساس بند ۴۵۱٫۱‐QW شما تا دو برابر فلز جوش راسب شده در نمونه PQR را پس از تایید می توانید در جوش اصلی راسب کنید. با توجه به ضخامت ورق های نمونه PQR شما باید حداقل ۲ میلیمتر با روش تیگ و حداقل ۳ میلیمتر با روش الکترود دستی جوش بدهید. اگر هم تمام ۸ میلی متر را بخواهید جوشکاری نمایید، نسبت به اختیار شماست مثلا ۳ میلی متر تیگ و ۵ میلی متر دستی می توانید بزنید.

Figure 7.17  casti book

۴۲-آیا می توان با دو PQR جداگانه یکی با فرآیند GTAW و دیگری SMAW ، مدرک را  GTAW+SMAW  ترکیبی  WPS پشتیبانی کرد؟ 

بلی. فقط باید به یاد داشت بر پایه ی بند QW‐۲۰۰٫۴(b) نمونه PQR برای پشتیبانی فرآیند نخست، باید حداقل ۱۳ میلیمتر ضخامت داشته باشد.

نویسنده: آقای مهندس کامران خداپرستی