Introduktion
WPS (Welding Procedure Specification) är ett tekniskt dokument som anger alla viktiga punkter som måste beaktas vid sammanfogning av delar genom svetsning.
WPS innehåller gränser eller intervall av parametrar såsom aktuell typ, basmetalltjocklek, basmetalltyp, etc.
En svetsprocedur är endast giltig inom de gränser som anges däri.
WPS måste förberedas baserat på specifikationer från konstruktören och/eller tillverkaren av utrustningen eller strukturen, svetstillsatsmaterial, basmaterial och enligt utförarens specifikation, iakttagande av de krav som fastställts av tillämpliga standarder eller koder.
När krävs en ny WPS?
Om en procedur inte kan producera bra kvalitetssvetsar utan att överskrida de fastställda gränserna, måste ett nytt svetsförfarande användas.Detta är ett enkelt uttalande och gäller för alla typer av svetsvariabler, se mer detaljer nedan.
Kvalificering av svetsproceduren
De flesta kvalificeringsstandarder kräver att svetsproceduren är kvalificerad innan den tas i bruk vid tillverkning av svetsar. Detta är nödvändigt för att säkerställa att svetsfogen når erforderlig kvalitet.Materialen som används vid tillverkning av utrustning har kända mekaniska egenskaper. Utrustningsdesign baseras på dessa egenskaper.
När utrustning tillverkas genom svetsning av två eller flera material, är det nödvändigt att säkerställa att denna förening motstår på samma sätt som de material som används. För det behöver konstruktören veta vilka egenskaper svetsfogen kommer att ha.
Vid svetsning, på grund av temperatureffekterna, är det inte tillräckligt att bara känna till egenskaperna hos basmetallen och svetsmetallen individuellt.
Det är också nödvändigt att känna till de mekaniska egenskaperna hos hela svetsfogen (basmetallen, den värmepåverkade zonen och svetsmetallen). Detta görs genom kvalificering av svetsproceduren.
Svetsprocedurkvalificering är den metod genom vilken en viss procedur har visat sig vara tillräcklig för att producera svetsfogar av tillfredsställande kvalitet.
Kvalificeringen utförs genom att svetsa provbitar, enligt den tidigare fastställda proceduren, och genom att utvärdera resultaten av tester på provbitar som extraherats från provbiten.
Resultaten utvärderas mot de acceptanskriterier som fastställts av tillämplig kvalifikationsstandard.
Efter svetsning av provstycket måste svetsparameterintervallen ses över för att få de värden som faktiskt används i linje med de tillåtna toleranserna i tillämpliga kvalifikationsstandarder.
Förkvalificerade svetsprocedurer
Detta är svetsprocedurer som kan användas när erfarenhet och förtrogenhet med vissa basmetaller och svetstillsatsmaterial har bevisat lämpligheten av en specifik procedur genom service utförd under lång tid.Användningen av förkvalificerad procedur görs endast när det är tillåtet av procedurens kvalifikationsstandard, specifikationer, tillverkningsstandarder etc.
För förkvalificerade procedurer är det inte nödvändigt att utföra kvalifikationstesterna.
När användningen av ett förkvalificerat förfarande inte är tillåtet (eller t.ex. När förfarandet inte uppfyller kraven för att kvalificeras som ett förkvalificerat förfarande), måste svetsproceduren bevisas adekvat, genom tester och/eller undersökningar . Och utvärdering av resultat, som krävs av den antagna standarden eller specifikationen.
Kraven för kvalificering av svetsprocedurer varierar kraftigt från en standard till en annan.
En kvalifikation gjord enligt en standard gäller i allmänhet inte för en annan standard.
Det är därför nödvändigt att svetsinspektören är medveten om att kraven i den tillämpliga standarden följs vid kvalificeringen av procedurer.
Förkvalificerad eller redan kvalificerad?
Det är ganska vanligt att folk blandar ihop en "förkvalificerad" procedur med en "redan kvalificerad". Ur teknisk synvinkel finns det skillnader.Den "redan kvalificerade" proceduren är den som har testats/testats i enlighet med kvalifikationsnormerna av det företag som utför tjänsterna. Dokumentet som genereras av denna process är en WPQR och sedan genereras en WPS för tillverkningen/arbetet.
Den "förkvalificerade" proceduren och alla dess kriterier är hämtade direkt från standarden. Dokumentet som genereras av denna process är ett WPS och WPQR krävs inte.
Ett "redan kvalificerat" förfarande accepteras normalt i nya verk, eftersom denna återanvändning förutses i själva kvalifikationsstandarderna.
Användningen av den kan dock inte vara urskillningslös och en professionell med teknisk kunskap krävs för att analysera tillämpligheten av ett "redan kvalificerat" förfarande i ett nytt arbete.
Användningen av förkvalificerade förfaranden är å andra sidan redan mycket mindre accepterad. Observera att förkvalificerade procedurer inte accepteras av vissa företag.
Min åsikt är att detta beslut är extremt konservativt och till och med retrogradt. Det är otroligt hur vi slösar bort pengar på att behöva (om)göra en kvalificering av en svetsprocedur under nedanstående villkor:
- Material med utmärkt svetsbarhet såsom lågkolhaltigt stål.
- Användningsområden som trappor.
- Mycket detaljerade villkor och parametrar, som de som tillhandahålls i AWS D1.1.
Preliminär svetsprocedurspecifikation (pWPS)
Den preliminära WPS är ett dokument som utarbetats baserat på kunskap, tidigare erfarenheter eller "trial and error"-teknik. Det är beskrivningen av hur du vill svetsa din provbit.Oftare än inte kommer svetsparametrarna som föreslås i pWPS att ha mindre justeringar från den del av svetsaren som utför kvalificeringen. Vi måste se till att dessa faktiska ändringar eller parametrar kommer att införlivas i WPQR.
Efter kvalifikationssvetsning testas provbitarna och om de klarar provet är kvalificeringen framgångsrik. WPQR kan utvecklas och kommer att ligga till grund för konstruktionen av svetsprocedurspecifikationen (definitiv WPS).
Observera att preliminär WPS inte är obligatorisk i alla standarder, men det är fortfarande god ingenjörssed. ASME IX, till exempel, kräver ingen preliminär WPS, se tolkning IX-10-22.
Kvalifikationsnormer
Utförande av felaktiga svetsar under tillverkningen av vissa typer av strukturer eller utrustning, såsom fartyg, broar, rörledningar, fordonskomponenter och tryckkärl, kan resultera i allvarliga olyckor med material och i slutändan mänskliga förluster och skador på miljön.För att minimera risken för dessa händelser och säkerställa större enhetlighet, kontroll och spårbarhet av processen, regleras svetsoperationer för olika applikationer och olika andra aspekter relaterade till svetsning av olika koder och specifikationer.
Obligatoriska krav på kvalificering av svetsprocedurer, svetsare och svetsoperatörer ingår eller hänvisas till i dessa dokument.
Det är svetsingenjörens ansvar att genom konstruktionsspecifikationerna eller inköpsdokumenten fastställa vilken standard som reglerar svetsning och vilka kvalifikationskrav som ställs i dessa dokument.
ASME Avsnitt IX – Svets- och lödningskvalifikationer
Det är en standard som tillämpas på utrustning som pannor, rörledningar, tryckkärl, kärntekniska komponenter. Alla avsnitt i standarden "ASME Boiler and Pressure Vessels" hänvisar till "Section IX" för kvalifikationer.API Std. 1104 – Standard för svetsning av rörledningar och relaterade anläggningar
Det är en unik kvalificeringsstandard för rörledningssvetsning. Generellt begränsad till markbundna rörledningar här i Brasilien.AWS D1.1 – AWS Structural Welding Code – Stål
Denna standard är tillägnad svetsning av metalliska strukturer i stål. Det finns andra "D" som handlar om svetsning av aluminium, rostfritt stål etc...Detta dokument innehåller egna krav på kvalifikationer som är obligatoriska när svetsarbeten ska ske enligt AWS D1. 1.
Tabellen nedan visar de vanligaste design- och tillverkningsstandarderna för utrustning med angivna kvalifikationsstandarder.
När kvalifikationsstandarden har fastställts kan specifika krav för varje fall fastställas för kvalificeringen av procedurer och svetsare och svetsoperatörer.
Som tidigare nämnts görs kvalifikationer genom att utvärdera resultaten av tester som utförts på prover utvunna från provbitar, svetsade enligt en tidigare fastställd procedur.
Förberedelse av provbitar
Förberedelsen av provbitar baseras på kraven i tillämplig kvalificeringsstandard och informationen om svetsproceduren som ska kvalificeras.Föremål relaterade till förberedelse av provbitar är sammanlänkade.
Därför måste analysen vara gemensam, med tanke på att det minsta antalet provbitar alltid är önskvärt, inom gränserna för tillämplig standard.
Typer av testkuponger
Provbiten kan vara ett rör, ett ark eller en kombination av dessa. Typen anses inte alltid vara en väsentlig variabel, det vill säga en variabel för vilken omkvalificering är nödvändig vid förändringar.I allmänhet bör provbiten vara representativ för det arbete som ska utföras. Om kvalifikationen är för rörsvetsning bör eventuellt provbiten vara ett rör, för att minska antalet provbitar som behövs.
Materialet i testkupongen
I allmänhet måste provbitarna vara av samma material som utrustningen. För att minska antalet kvalifikationer definierar standarderna undantag som, när så är möjligt, bör antas.Standarderna grupperar material för att underlätta användningen av material som liknar den utrustning som ska svetsas. Till exempel, enligt ASME Sec. IX, provbiten måste ha samma "P-nummer" som utrustningen (material med samma svetsbarhet är grupperade under samma nummer).
Dessutom, enligt ASME Sec. IX, för kvalificering av svetsare kan materialet vara kolstål (nummer P = 1), även om utrustningen är av annat material (se ASME avsnitt IX QW-310.4).
Materialvalet ska alltid baseras på kraven i standarderna och, inom tillåtna undantag, på materialets tillgänglighet och kostnad.
Mått på testkupongen
Provbiten måste ha dimensioner som tillåter avlägsnande av de förutsedda proverna. För att bestämma längden på en testplatta, till exempel, är det nödvändigt att känna till mängden och bredden på proverna. Provbitens bredd beror på provstyckenas längd.AWS D1-standarden. 1 fastställer direkt dimensionerna och lämnar endast inspektören att identifiera den specifika design som ska användas.
ASME Sec. IX visar fördelningen och dimensionerna för proverna separat, och överlåter till inspektören att fastställa de dimensioner som ska användas.
OBS: Måtten anges i mm och representerar minimimått
Tjockleken på testkupongen
En av de viktigaste faktorerna att fastställa innan provbiten förbereds är tjockleken på biten. Detta beror på att tjockleken på provbiten bestämmer tjockleksgränserna som kvalificeras av testet.I allmänhet bör tjockleken på provbiten vara minst hälften av den maximala tjocklek som fastställts i proceduren. I vilket fall som helst är tjockleken på provbiten representativ för ett visst intervall av tjocklekar. API Std-standarden. 1104, till exempel, begränsar kvalifikationen till vissa tjockleksgrupper.
Rätt val av tjocklek kommer att minska antalet provbitar.
Diameter på testkupongen
När provbiten är ett rör måste diameterns inverkan på kvalifikationens giltighet analyseras.Kvalifikationsstandarderna skiljer sig åt i detta avseende. Enligt ASME Sec. IX, till exempel, påverkar diametern endast svetsarnas kvalifikationer (se tabell nedan). När diametern på röret är en väsentlig variabel kommer den att representera ett område av diametrar, och valet måste göras på ett sådant sätt att det täcker det område som förutses av proceduren.
Svetsläge
Tjänsten har inflytande på svetsenergin och svårigheten att utföra svetsar och påverkar därför direkt kvalificeringen av procedurer och svetsare/svetsoperatörer.Med tanke på detta definierar standarderna grundpositionerna och domänområdet för varje position, vilket gör det möjligt att fastställa den position i vilken provstycket ska svetsas.
Närhelst svetspositionen anses vara en väsentlig variabel, måste kvalifikationen begränsas till den position där delen svetsas eller, enligt tillämplig standard, till två eller flera positioner, till exempel har vi AWS D1 Standard .1.
Inför ett specifikt fall kontrolleras vilka svetspositioner som är förutsedda i proceduren, om svetspositionen är en väsentlig variabel för svetsproceduren i kvalificeringsstandarden och, i så fall, vilka är gränserna för positionerna.
Svetstillsatsmaterial
Den korrekta specifikationen av det tillsatsmaterial som ska användas är kopplat till svetsfogens integritet, för att garantera den mekaniska egenskap som krävs av projektet.Grupperingen av förbrukningsvaror görs på olika sätt, API 1104-standarden specificerar 11 grupper, AWS D1.1-standarden är förbrukningsvarorna korrelerade med typen av basmaterial, i ASME Standard Section IX specificeras förbrukningsvarorna genom nr F, enligt vad som anges. I paragraf QW 432.
Tabellen nedan illustrerar grupperingen av svetstillsatsmaterial enligt API1104 Standard.
Förberedelse av fogen som ska svetsas
Fogberedning måste vara representativ för de faktiska förhållandena för den utrustning som ska svetsas. Således måste avfasningens typ och dimensioner, monteringshjälpmedel och rengöring av fogen vara likvärdiga med de verkliga förhållandena.Vissa standarder (t.ex. AWS) definierar avfasningstypen som en väsentlig variabel. Med tanke på detta kan antalet provbitar påverkas beroende på vilken typ av avfasning som föreskrivs i proceduren.
Borttagning av prover
Från definitionen av provbiten som gjordes enligt informationen om svetsproceduren och variablerna i kvalifikationsstandarden, kan kraven för avlägsnande och preparering av proverna fastställas.Alla krav beror nu på provbiten och kvalificeringsstandarden. Från provbiten, eftersom de beror på provbitens typ, tjocklek och diameter (för rör) och kvalificeringsstandarden eftersom standarderna, även i denna faktor, har exklusiva krav på procedurkvalificering och för kvalificering av svetsare och svetsoperatörer.
Position för återkallande av bevis
I allmänhet beror provets utdragningsposition på kvalifikationsstandarden, typen av provbit, provrörets diameter och provbitens tjocklek.De 3 figurerna nedan illustrerar placeringen av borttagning av kropparna enligt kraven i de vanligaste kvalifikationsstandarderna.
Beredning av prover
Denna punkt är av stor betydelse i kvalificeringen eftersom den beror på testresultatens validitet och repeterbarhet.Det åligger svetsinspektören att se till att kraven på provernas mått och finish uppfylls.
Giltighet av kvalifikationer
Både i kvalificeringen av svetsprocedurer och i kvalificeringen av svetsare och svetsoperatörer skiljer sig standarderna från varandra i giltigheten av kvalifikationer, det vill säga när ett förfarande blir olämpligt för användning eller när en svetsare eller svetsoperatör måste omkvalificeras.Det är svetsinspektörens uppgift att säkerställa att endast kvalificerade procedurer används (se notering nedan), att svetsare och svetsoperatörer endast arbetar med de tjänster som de är kvalificerade för och att de omkvalificeras vid behov.
Det är värt att komma ihåg igen att det faktum att ett förfarande är kvalificerat inte garanterar dess tillämplighet på något arbete. Varje arbete har sina egna kriterier och krav och teknisk bedömning krävs för att tillämpa ett svetsförfarande.
Kvalifikationsgränser fastställs först genom svetsvariabler.
Variabler är svetsförhållanden som, om de ändras, påverkar svetsarnas kvalitet.
För den belagda elektrodsvetsprocessen, till exempel, har byte från en likriktare till en generatorkraftkälla normalt ingen inverkan på sannolikheten att ändra kvaliteten på svetsarna och anses därför inte vara en variabel för denna process. .
Hur som helst kan det vara en variabel för en annan svetsprocess.
Vissa kvalifikationsstandarder ger alla variabler samma betydelse. Andra ger dem olika nivåer av betydelse och klassificerar dem i väsentliga variabler och icke-väsentliga variabler.
Varje standard bestämmer specifika variabler som är tillämpliga på var och en av svetsprocesserna.
Med kunskap om tillämpliga variabler kan svetsinspektören avgöra om svetsningen utförs korrekt.
Väsentliga variabler
Dessa är variabler som, om de ändras, kräver omkvalificering.Kompletterande väsentliga variabler
Dessa är variabler som, om de ändras, kräver omkvalificering, men deras analys är endast nödvändig när det finns ett krav på påverkan på svetsfogen.Icke väsentliga variabler
Dessa är variabler som, om de ändras, inte kräver omkvalificering. Genom att använda en kvalificerad procedur och inom gränserna för variablerna, bör de resultera i acceptabla svetsar, om svetsaren inte inför defekter. En förändring utöver de gränser som fastställts i proceduren kan dock påverka svetsarnas mekaniska egenskaper, även om svetsaren utför svetsen utan defekter.En ändring av en icke-essentiell variabel kräver fortfarande en granskning av WPS men inte WPQR.
Exempel på svetsvariabler
Typ av svetsfog
Typen av fog bestäms med hänsyn till tjockleken på materialet som ska svetsas. Generellt bör typen av fog användas så att mängden avsatt metall är liten, så att man undviker slöseri med svetsmetall, maskin- och svetstid, samt undviker att en stor mängd värme tillförs detaljen.Fasvinkel
Avfasningsvinkeln är det som tillåter elektroden att komma åt områden nära svetsroten och underlättar svetsningen av flera pass, vilket undviker överhettning av delen. Den måste ha en variabel dimension inom en viss gräns, eftersom om de är för "stängda" försvårar de rotpasseringsoperationen och om det är för "öppet" avsätts stora och onödiga mängder tillsatsmaterial.Rotöppning
Rotens öppning gör att tillsatsmetallen kan penetrera svetsroten. Öppningen av roten måste också kontrolleras, eftersom om den är för stor, kan det bli överdriven penetration av svetsen eller fullständig sammansmältning av nosytorna, och därmed översvämmande från hela roten och för liten kanske inte tillåter någon penetrering.Rotansikte
Det har också en viktig roll i penetration eftersom det fungerar som ett fast stöd för smält metall. Dess dimension måste också kontrolleras så att det blir en perfekt sammansmältning av dess kanter, och följaktligen en adekvat penetration.Användning av "backing"
I stumfogar i plant läge, för att få en kontrollerad penetration oberoende av de faktorer som nämnts ovan, väljs underlaget som tjänar som stöd för smält metall som får önskade former. Denna typ av anordning används ofta i fogar där åtkomst till andra sidan av fogen inte är tillgänglig.WPS-formulär (exempel)
WPS-formuläret måste innehålla den information som anges i respektive tillämpliga kvalifikationsstandarder, till exempel:-
Identifiering av kvalifikationsstandarden.
-
Skiss på packning och fas.
-
Skiss av passsekvensen (vanligtvis ignoreras av praktiska skäl).
-
Specifikation, klassificering och varumärke för förbrukningsvaror.
-
WPS- och WPQR-nummer.
-
Styrning av värmetillförsel när tillämpligt.
-
Särskilda krav för den förbrukningsvara som används (som att använda G-suffixet).
-
Förvärmningsområde för kvalificerade tjocklekar.
-
Datum för beredning och godkännande.
-
Fullständigt namn på ansvarig ingenjör.
Lär Svetsning
Vill du lära dig mer om svetsning? Besök Snabbkurs.
Citat
När du behöver inkludera ett fakta eller en del information i en uppgift eller uppsats bör du också inkludera var och hur du hittade den informationen (Svetsningsprocedur).
Det ger trovärdighet för ditt papper och det krävs ibland i högre utbildning.
För att göra ditt liv (och citat) enklare kopierar du och klistrar in informationen nedan i din uppgift eller uppsats:
Luz, Gelson. Svetsningsprocedur (WPS). Materialblogg. Gelsonluz.com. dd mm åååå. URL.
Ersätt nu dd, mm och åååå med dagen, månaden och året du bläddrar på den här sidan. Ersätt också webbadressen för den faktiska webbadressen till den här sidan. Detta citatformat är baserat på MLA.
Kommentarer