بازرسی جوش - استوارسازان

انواع روش‌های بازرسی جوش

مقدمه‌ای از بازرسی جوش

بازرسی جوش برای کنترل دقیق قطعات جوشکاری شده جهت حصول اطمینان از صحت انجام جوشکاری بر مبنای استانداردها و دستورالعمل‌های مشخص روی اتصالات جوش شده انجام می‌شود.

این بررسی‌ها از جمله وظایف یک بازرس جوش است.

در واقع می‌توان گفت فرآیندهای جوشکاری مانند دیگر پروسه‌های صنعتی دارای اصول و استانداردهای مشخصی است.

سازه‌های جوش شده در مراحل مختلف کار و در پایان جوشکاری نیازمند بازرسی هستند.

برای حصول اطمینان از کیفیت قابل قبول و مناسب در قطعات مختلف جوش شده، لازم است دستورالعمل‌های مربوط به جوشکاری به خوبی اجراء شوند.

برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندی‌های طرح، باید کليه عوامل مؤثر و ذیمدخل در فرآیندهای جوشکاری، طی مراحل مختلف و با پیشبرد روند اجرا مورد بررسی قرار گیرد.

قبل از شروع پروسه جوشکاری لازم است یک سری مقدمات کار فراهم باشد تا حتی‌المقدور از وقوع عیوب جوشکاری جلوگیری شود.

از جمله این مقدمات عبارت است از، اعمال یک برنامه بازرسی چشمی جوش منسجم که می‌تواند در محدوده اطمینان به میزان (۸۰∼۹۰) % از بروز و پیدایش هر یک از عیوب معمول در جوشکاری جلوگیری نماید.

مراحل بازرسی جوش

مراحل ۳ گانه بازرسی جوش عبارت است از:

  1. بازرسی قبل از عملیات جوشکاری
  2. بازرسی در حین عملیات جوشکاری
  3. بازرسی بعد از عملیات جوشکاری

بازرسی‌های قبل از عملیات جوشکاری:

شناسایی مواد (Material)، چنانچه مقادیری از فسفر و گوگرد در ماده نباشند.(کنترل مقادیر فسفر و گوگرد در فلز پایه)

الزاماً هر جوشکار ساختمانی می‌بایست دارای گواهینامه ۳G و ۴G باشند.

  • اطلاع از کیفیت مورد نظر کار و شرایط بهره‌برداری از قطعات
  • مطالعه دقیق نقشه‌ها و مشخصات فنی
  • انتخاب استانداردهای اجرایی
  • انتخاب و ارزیابی روش جوشکاری
  • انتخاب و بازرسی مواد مصرفی
  • طرح و تنظیم نحوه اجرای جوشکاری
  • بررسی تجهیزات جوشکاری
  • آزمون جوشکار و اپراتور
ابزار الات و متعلقات مربوط به سیستم بازرسی چشمی جوش - بازرسی جوش - استوارسازان

برخی از ابزارآلات و متعلقات مربوط به سیستم بازرسی جوش

بازرسی‌های حین عملیات جوشکاری:

پارامترهای جوشکاری باید کنترل شوند (سرعت، ولتاژ، آمپر، پیش‌گرم و غیره) ← توسط جوشکار رعایت شود.

  • بازرسی قطعاتی که به هم متصل شده و درزهایی که هماهنگی جوشکاری هستند.
  • بازرسی محل‌های جوش و سطوح مجاور برای اطمینان از تمیزی و عدم آلودگی
  • بازرسی سطوح برشکاری شده با شعله یا شیار زده شده از نظر پوسته و تر
  • بازرسی ترتیب و توالی جوشکاری، استفاده از قیدها و گیره‌ها و سایر تمهیدات برای کنترل جوشکاری
  • بازرسی مواد مصرفی جوشکاری از نظر دارا بودن شرایط مطلوب و گرم و خشک کردن الکترودهای روپوش‌دار
  • بازرسی وضعیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری از نظر داشتن مهارت
  • بازرسی پیش‌گرمایش و در صورت لزوم حفظ درجه حرارت بین پاسی

بازرسی‌های پس از عملیات جوشکاری:

بازرسی چشمی جوش (Visual inspection) باید تمام خطوط جوشکاری کنترل شوند.

بازرسی‌های متعدد بعد از اتمام فرآیند جوشکاری برای حصول اطمینان از صحت جوشکاری انجام می‌پذیرد.
اقسام مختلف آن عبارتند از:

  1. بازرسی‌های مخرب
  2. بازرسی غیرمخرب

هدف این آزمایشات تشخیص عیوب مختلف در جوش است بدون این که قطعه جوش داده شده غیرقابل استفاده شود.

در اغلب آزمایشات غیرمخرب از خواص فیزیکی فلزات و به کمک وسایل و تجهیزات خاص می‌توان به وجود عيوب پی برد.

معمول‌ترین آزمایشات غیرمخرب که در بازرسی جوش استفاده می‌شود عبارتند از:

تست های غیرمخرب - بازرسی جوش - استوارسازان

تست‌های عیرمخرب

نحوه انجام بازرسی های غیرمخرب

بازرسی چشمی (VT):

نخستین مرحله در آزمایش یک قطعه با استفاده از معمولی‌ترین نوع تست‌های غیرمخرب انجام می‌پذیرد.

این روش که بسیار ساده و سریع نیز انجام می‌شود، به روش بازرسی چشمی (VT) موسوم است.

به طور کلی، پیش از انجام هر نوع بازرسی غیرمخرب (NDT)، یک بررسی چشمی لازم است.

بازرس با چشم غیرمسلح فقط عیب‌های نسبتاً بزرگی را که به سطح قطعه می‌رسند نمایان خواهد کرد.

با به کار بردن لوازمی مانند ذره‌بین و چراغ‌قوه می‌توان کارایی بازرسی چشمی را افزایش داد.

از آنجایی که بازرسی چشمی در اتصالات جوشکاری می‌بایست با دقت بالایی انجام شود؛ بدین منظور از وسایلی همچون دوربین‌های CCD، میکروپروسسورها و کامپیوتر استفاده می‌شود.

می‌توان از روش‌هایی مثل پردازش تصویر، شناسایی ساختار و انتخاب قطعات به طور اتوماتیک هنگامی که تعداد قطعات مورد آزمایش زیاد باشد، استفاده کرد.

 توجه: بازرسی چشمی نیازمند دید قوی، ورزیده و تجربه طولانی همراه با اطلاعات، دانش و حضور ذهن می‌باشد.

بازرسی و کنترل کیفی جوش:

برای حصول یک اتصال صحیح و دسترسی به یک جوش مناسب، لازم است تا فرآیندهای تضمین و کنترل کیفیت به دو روش زیر انجام پذیرد:

  • برنامه‌های تضمین کیفیت Quality Assurance) QA)
  • برنامه‌های کنترل کیفیت Quality Control) QC)

QA: شامل بازرسی مواد اولیه، بررسی به روش‌های جوشکاری، آزمون تعیین صلاحیت جوشکاری، آزمون‌های ارزیابی دستورالعمل جوشکاری، سلامت وسایل کار و کنترل ابعادی قطعات (کنترل تمام کارهای قبل از عملیات جوشکاری).

QC: شامل کنترل مونتاژ، کنترل کیفیت جوش‌ها حین جوشکاری و کنترل کیفیت جوش‌ها بعد از جوشکاری، شامل بازرسی چشمی (Visual) و آزمایشات غیرمخرب و در نهایت کنترل ابعادی قطعات بعد از جوشکاری می‌باشد.

نکته: قاعده پنج (۵) – برای دسترسی به جوش‌های مناسب ساختمانی، پنج دستورالعمل لازم بر اساس قاعده (۵) {طبقه‌بندی برنامه‌های کنترل کیفیت و تضمین} به شرح زیر ابلاغ می‌گردد:

  1. روش جوشکاری (QA (Process select
  2. آماده سازی مناسب لبه‌ها (QA (Preparation
  3. دستورالعمل جوشکاری (QA (Procedures
  4. پرسنل (QC (Personel
  5. بازرسی و تأیید جوش (QC (Prove
  • در دستورالعمل جوشکاری مواردی از قبیل:
  1. جزئیات اتصال
  2. هندسه و رواداری‌های درز
  3. روش جوشکاری
  4. نوع و اندازه الکترود
  5. نوع پودر و یا گاز محافظ
  6. شدت جریان
  7. پیش‌گرمایش
  8. توالی عبورها
  9. نوع بازرسی
  10. هر اطلاعات دیگر از قبیل زاویه الکترود، قرارگیری نوار جوش و یا تکنیک‌های خاصی که در انجام یک جوش خوب توسط جوشکار، کمک می‌کند.

آزمایش های جوش

آزمایش‌های جوش با چند هدف عمده زیر انجام می‌شود:

الف) آزمایش‌های ارزیابی و تأیید صلاحیت دستورالعمل جوشکاری QA – (Procduer Welding) [WPS]

ب) آزمایش‌های ارزیابی و تعیین صلاحیت و رده‌بندی جوشکاران QA – (Qualification Procduer) [PQT]

ج) آزمایش‌های بازرسی و تأیید [QC- [NDT

موارد (الف) و (ب) جزء آزمایش‌های مخرب [DT] و مورد (ج) در گروه آزمایش‌های غیرمخرب [NDT]  قرار می‌گیرد.

آزمایش‌های مخرب (Destractive Testing) [DT]:

تست‌های مخرب جهت دریافت گواهینامه جوش و یا تأیید صلاحیت (Approval test) جوشکار به کار می‌رود.

در صورتی که از تست‌های غیرمخرب در کنترل اجراء به کار گرفته می‌شود. (یعنی کار انجام شده را نمی‌شکنند).

برای انجام تست‌های تأیید صلاحیت و صدور گواهینامه‌های مربوطه برای جوشکار، آزمایش مکانیکی نمونه جوش شده جهت تعیین مقاومت و سایر خواص مکانیکی اصولاً ارزان قیمت بوده و بر روی نمونه اخذ شده از ورق یا لوله جوش شده انجام می‌شود.

آزمون صلاحیت جوشکار - بازرسی جوش - استوارسازان

آزمایش تعیین صلاحیت جوشکار

  • در موارد زیر آزمایش مخرب صورت می‌پذیرد:
  1. جوشکار بر روی نوع جوشی که برای آن مورد ارزیابی قرار گرفته، بیش از زمانی به مدت ۶ ماه فعالیت نداشته باشد.
    در این حالت، ارزیابی مجدد فقط برای ورق با ضخامت 10mm
    انجام می‌شود.
  2. دلیلی مبنی بر عدم صلاحیت جوشکار وجود داشته باشد.
  3.  ارزیابی و تعیین صلاحیت جوشکاران [CERTIFICATE APPROVAL TEST]
  • مدارک 4F, 3F , 2F , 1F
  • مدارک 6G , 3G , 4G , 3G , 2G , 1G

در صورتی که جوشکار در آزمون تعیین صلاحیت مردود شود، آزمایش از موارد مردودی گرفته می‌شود و باید تمامی نمونه‌ها در آزمایش مخرب جواب دهد.

Position Welding

تخت : F افقی : H عمودی : ۷ بالاسری : OH

وضعیت های جوشکاری - بازرسی جوش - استوارسازان

وضعیت‌های جوشکاری

آزمایشهای غیرمخرب (NDT):

موارد الزام‌آور در انجام تست‌های غیرمخرب (N.D.T)

  1. قاب خمشی (تیرهایی که خمش را تحمل می‌کنند).
  2. قاب‌های دارای شکل‌پذیری ویژه
  3. عضو خمشی باشد. (بال تیرآهن‌ها)

زمان بازرسی جوش

به غیر از جوشکاری ورق‌های با تنش تسلیم بزرگتر از ۶۰۰۰kg/ cm2، کلیه بازرسی‌های جوشکاری را می‌توان بلافاصله بعد از خنک شدن و اتمام فرآیند سردشدگی در جوش انجام داد.

در حالت Fy ≥ ۶۰۰۰kg/ cm2 بازرسی‌ها ۴۸ ساعت بعد از خنک شدن جوش آغاز می‌شود.

نکته: بر اساس توصیه آیین‌نامه مرجع (A.W.S)، در انجام تست‌های مجدد، بازدید چشمی (Visual) قابل قبول نمی‌باشد.

آزمون نفوذ:

این روش یکی از آزمایش‌های نسبتا ساده و سریع برای تشخیص کامل بودن جوش در مخازن، سیلندرها و لوله‌ها از نظر نشت‌پذیری مایع یا گاز است.

در این روش پس از بستن کليه دریچه‌ها در مخزن یا کپسول، از طریق فشار هیدرولیکی، آب و نفت و هوا یا گاز به داخل آنها هدایت می‌شود.

آب قابلیت نفوذ کم، نفت نسبتاً خوب و هوا و گاز، خصوصاً هیدروژن قابلیت نفوذ زیادی دارند.

فشار اعمال شده در مخزن یا لوله باید تقریبا دو برابر فشاری باشد که برای کاربری آن وسیله در نظر گرفته شده است.

از طرق مختلف می‌توان نفوذ مایع یا گاز به خارج از مخزن را مشخص نمود. از جمله:

  1. اعمال فشار معین و خواندن این فشار در زمان‌های مختلف از روی فشارسنج، چنانچه با مرور زمان، افتی در عدد فشار سنج مشاهده شود نشانگر وجود نشتی در سیستم است.
  2. پس از وارد کردن آب یا گاز به درون مخزن، محلول آب و صابون بر روی خط جوشکاری شده مالیده شود، در صورت وجود نشتی، در آن قسمت‌ها حباب و کف ایجاد می‌شود.

آزمایش جریان گردابی (Eddy Current Testing):

یک سیم پیچ که حامل جریان متناوب است اگر در نزدیکی مواد رسانا قرار داده شود، جریان‌های گردابی یا میدان‌های ثانویه را در آن مواد ایجاد می‌کند.

این جریان‌های القایی میدان‌هایی را ایجاد خواهند کرد که در خلاف جهت میدان مغناطیسی اولیه سیم پیچ است.

تأثیر متقابل بین میدان‌ها موجب یک نیروی ضدمحرکه الکتریکی در سیم پیچ شده و در نتیجه سبب تغییر مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ خواهد شد.

اگر ماده ناپیوستگی داشته باشد، توزیع و مقدار جریان‌های گردابی مجاور آن تغییر می‌کند و در نتیجه کاهشی در میدان مغناطیسی در رابطه با جریان‌های گردابی به وجود می‌آید.

بنابراین مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ تغییر خواهد کرد.

در واقع مشاهده تغییر در مقاومت سیم پیچ بیانگر حضور عیب در قطعه است.

آزمایش جریان گردابی - بازرسی جوش - استوارسازان

آزمایش جریان گردابی

بازرسی آزمایش ذرات مغناطیسی [Magnetic Particles Testing) [MT):

برای بازبینی عیوب سطحی لبه، ورق‌ها قبل از جوشکاری به کار می‌رود.

تست MT، علاوه بر این که ترک‌های سطحی را نشان می‌دهد، ترک‌های تا ۱mm ∼ ۲mm زیر سطح را نیز نشان می‌دهد.

بازرسی با ذرات مغناطیسی یکی دیگر از روش‌های بازرسی غیرمخرب است برای آشکار کردن بعضی عیوب سطحی غیرقابل رویت و خلل و فرج‌هایی که در عمق زیادی قرار نداشته باشند در این روش، یک جریان الکتریکی بسیار قوی که تولید کننده میدان مغناطیسی باشد به منطقه جوش اعمال می‌شود، در اثر این عمل، قطعه خاصیت آهنربایی پیدا می‌کند.

پس از آن ذرات و پودرهای ریز فلزی روی سطح پاشیده می‌شود، این ذرات در اطراف عیوب تجمع می‌کنند، بدین ترتیب مکان عیب شناسایی می‌شود.

مکانیسم انجام بازرسی با روش ذرات مغناطیسی بدین صورت است که قطعه مورد آزمایش با استفاده از جریان الکتریکی جهت ایجاد یک میدان مغناطیسی در داخل مصالح، یا قرار دادن آن در داخل یک سیم پیچ، مغناطیسی می‌گردد.

سطح مغناطیسی شده قطعه، با لایه نازکی از یک گرده مغناطیسی نظیر اکسید آهن قرمز پوشیده می‌شود.

این لایه گرد، در صورت عدم وجود عیب در جوش یا فلز پایه می‌تواند از روی سطح برداشته شود ولی در صورت وجود یک عیب سطحی یا داخلی، گرد مورد نظر بر روی محل عدم پیوستگی‌ها می‌چسبد و جدا نمی‌شود.

این روش محدود به مواد مغناطیسی شونده نظیر چدن و فولاد بوده و برای مواد و فلزات غیر مغناطیسی مانند فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و مس کاربرد ندارد.

محل ترک‌های داخلی و سطحی بسیار ریز را برای رؤیت با چشم غیر مسلح آشکار می‌کند.

معایب موجود توسط این روش در عمق تا ۷ میلیمتر زیر سطح جوش قابل تشخیص هستند.

معایب عمیق‌تر با این روش قابل شناسایی نیستند.

بازرسی با ذرات مغناطیسی - بازرسی جوش - استوارسازان

بازرسی با ذرات مغناطیسی

  • مزایای روش ذرات مغناطیسی
  1. عیوب سطحی و زیرسطحی را می‌توان به کمک آن تشخیص داد.
  2. اغلب ضروری نیست که سطح قطعه با دقت تمیزکاری شود.
  3. با این روش می‌توان تقریبا پهنای عیب را حدس زد.
  4. بدون برداشتن لایه رنگ از روی قطعه می‌توان آزمایش را انجام داد.
  5. روش سریعی می‌باشد.
  6. برای بازرسی جوش‌های گوشه، جهت تشخیص عیوب سطحی و زیرسطحی بهترین روش است.
  • معایب روش ذرات مغناطیسی
  1. فقط برای مواد فرومانیتیک قابل استفاده است.
  2. همیشه بهتر است که میدان مغناطیسی عمود بر عیوب باشد.
  3. برخی مواقع لازم است تا بر روی یک قطعه، چندین بار بازرسی مغناطیسی انجام پذیرد.
  4. بعد از عمل بازرسی باید مغناطیس‌زدایی انجام گیرد.
  5. مهارت و تجربه زیادی نیاز دارد.

آزمایش فراصوتی [Ultrasonic Testing) [ UT):

روش سریع و پیشرفته در تشخیص عیوب داخلی که عیوب سطحی را نیز نشان می‌دهد..

 تست‌های UT برای ساختمان‌های حساس مانند برج‌ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این تست‌ها به التراسونیک یا رادیوگرافی مرسوم بوده و برای تشخیص ذوب ناقص در سازه‌های فلزی، کاربرد دارند.

آزمون فراصوتی یکی از آزمایش‌های نسبتاً پیشرفته در رده آزمایش‌های غیرمخرب است.

این روش سریع بوده و قادر به تشخیص معایب داخلی بدون نیاز به تخریب قطعه جوش شد می‌باشد.

چون این روش از نزدیک کنترل می‌شود، قابلیت ارائه اطلاعات دقیق و مورد نیاز قطر جوش شده، بدون نیاز به یک سری عملیات پر کار را نیز داراست.

این روش هم معایب سطحی و هم نواقص داخلی فلز جوش و فلز پایه را مشخص، مکان‌یابی و اندازه‌گیری می‌کند.

آزمایش فراصوتی توسط موج منتشر شده از یک مبدل (بلور کوارتز)، که مشابه یک موج صوتی با فرکانس بالاتر است، انجام می‌شود.

موج‌های فراصوتی از داخل قطعه مورد آزمایش عبور داده می‌شوند و با هر گونه تغییر در تراکم داخلی قطعه، منعکس می‌شوند.

این موج‌ها توسط یک مبدل (بلور کوارتز که تحت جریان متناوب قرار دارد) که به یک واحد جستجوگر متصل است، تولید می‌شوند.

امواج منعکس شده (پژواک‌ها) به صورت برجستگی‌هایی نسبت به خط مبنا بر روی صفحه نمایش دستگاه ظاهر می‌شود.

هنگامی که واحد جستجوگر به مصالح مورد نظر متصل می‌شود دو نوع پژواک بر روی صفحه نمایش ظاهر می‌شود.

ضربان اول، انعکاس صدا از سطح رویی جسم که در تماس با دستگاه است، می‌باشد و ضربان دوم مربوط به انعکاس موج از سطح مقابل است.

فاصله بین این دو ضربان با دقت کالیبره می‌شود.

این الگو نشان می‌دهد که مصالح در شرایط مناسبی از نظر معایب و نواقص داخلی قرار دارد.

هنگامی که یک عیب یا ترک داخلی توسط واحد جستجو پیدا شود، ضربان سومی تولید می‌کند که بین ضربان اول و دوم بر روی صفحه نمایش ثبت می‌شود.

بنابراین مشخص می‌شود که محل این عیب بین سطوح بالا و پایین مصالح (در داخل جسم مصالح) می‌باشد.

فاصله میان ضربان‌ها و ارتفاع نسبی آنها محل و میزان شدت عیب مورد نظر را مشخص می‌کند.

نمایش آزمایش فراصوتی به صورت شماتیک - بازرسی جوش - استوارسازان

نمایش آزمایش فراصوتی به صورت شماتیک

  • مزایای روش فراصوتی
  1. در این روش عیوب سطحی، زیر سطح و داخل جوش تا عمق ریشه شیار قابل شناسایی است.
  2. قابل انتقال در هر موقعیت سازه جهت تست می‌باشد.
  3. دقت کار بالاست.
  4. نوع، ابعاد و موقعیت عیب قابل شناسایی است.
  • معایب روش فراصوتی
  1. گران بودن تجهیزات و دستگاه.
  2. مهارت اپراتور باید زیاد باشد و آموزش‌های خاصی لازم است.
  3. تمیز بودن و صاف بودن سطح محل آزمایش مهم است و در دقت کار اثر دارد.
    باید محل آزمایش سنگ زده شود و از گریس، روغن، آب یا سایر مواد به عنوان ماده واسط استفاده شود.

آزمایش پرتونگاری و تفسیر فیلم [RT]:

Testing and Film Interpretation Radiographic

به آزمایش پرتونگاری [Radiography Inspection) → [X – Ray or y – Ray)، عيوب داخلی و بسیار ریز (میکروسکوپی) جوش را نشان می‌دهد.

تست‌های RT برای ساختمان‌های فولادی خاص مانند برج‌ها، سیلوها، دودکش‌ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پرتونگاری یکی از روش‌های آزمایش غیرمخرب است که نوع و محل عیوب داخلی و بسیار ریز (میکروسکوپی) جوش را نشان می‌دهد.

این روش دو نوع پرتونگاری {X یا گاما (y)} مورد استفاده قرار می‌دهد.

اشعه گاما به خاطر طول موج کوتاه خود می‌تواند در ضخامت‌های نسبتاً زیادی از مواد نفوذ کند، در ضمن، زمان تابش اشعه به قطعه مورد پرتونگاری، در مورد اشعه گاما نسبت به اشعه X بسیار طولانی‌تر است.

تابش الکترومغناطیسی با طول موج‌های بسیار کوتاه، بدین صورت که پرتو ایکس یا پرتو گاما از درون مواد جامد عبور می‌کند، اما بخشی از آن توسط محیط جذب می‌شود.

مقدار جذب پرتو در هنگام عبور از ماده به چگالی و ضخامت ماده و ویژگی‌های پرتو تابیده شده بستگی دارد.

اگر فیلم یا یک صفحه حساس در طرف دیگر قطعه قرار داده شود، اشعه عبوری از قطعه بر روی آن اثر می‌کند.

اگر جوش، سالم و یکنواخت باشد، اشعه عبوری با غلظت و شدت یکنواخت فیلم را تار می‌کند، اما اگر در مسیر عبور اشعه عیوبی نظیر حفره گازی، ترک، سرباره محبوس شده و غیره وجود داشته باشد، اشعه در این مواضع با غلظت بیشتری بر روی فیلم ظهور می‌کند.

برای تشریح مکانیسم در آزمایش پرتونگاری، یک عکس در وضعیت داخلی فلز جوش گرفته می‌شود.

در حین عکس‌برداری، فیلم در یک طرف و منبع پرتوزا {X یا گاما (y)} در سمت دیگر قطعه قرار می‌گیرد.

پرتو رادیویی در ضخامت فلز نفوذ کرده و پس از عبور از این ضخامت، لکه‌ای بر روی صفحه فیلم ایجاد می‌کند.

باید دانست که میزان جذب پرتوهای رادیویی توسط مواد مختلف متفاوت است.

نفوذ گل، حفره گازی، ترک‌ها، بریدگی‌های کناره جوش و قسمت‌های نفوذ ناقص جوش، تراکم کمتری نسبت به فولاد سالم دارند.

بنابراین در حوالی این قسمت‌ها پرتو بیشتری به سطح فیلم می‌رسد و عيوب فلز جوش، به صورت لکه‌های تاریکی بر روی فیلم ثبت می‌شوند.

با این شیوه پرتونگاری، اثرات ناشی از عیوب مختلف در فلز جوش و فلز پایه منعکس شده و اندازه شکل و محل آنها ثبت می‌گردد.

نمایش آزمایش پرتونگاری و تفسیر فیلم به صورت شماتیک - بازرسی جوش - استوارسازان

نمایش آزمایش پرتونگاری و تفسیر فیلم به صورت شماتیک

  • مزایای پرتونگاری
  1. برای بررسی عیوب عمقی مؤثر و مفید است.
  2. مواد فلزی آهنی و غیرآهنی و مواد فلزی و مواد غیر فلزی را می‌توان پرتونگاری کرد.
  3. محل عیوب و شکل ظاهری عیب را می‌توان در عکس ملاحظه نمود.
  • معایب پرتونگاری
  1. گران بودن ابزار و وسایل کار
  2. نیاز به اتاق تاریک (تاریک خانه) برای ظهور و تثبیت فیلم
  3. تنظیم دستگاه وقت گیر است.
  4. حداکثر ۷۵mm از عمق فولاد را می‌توان به طور مؤثر پرتونگاری کرد.
  5. خطرات فراوانی برای سلامت افراد دارد.

آزمایش مایعات نافذ [Penetrant Testing) [PT):

  • تست مایعات نافذ (PT) برای عیوب سطحی بکار می‌رود، قبل از انجام آن باید سطح جوش، عاری از هرگونه آلودگی باشد.
  • از میان تست‌های ذکر شده، تست مایعات نافذ (PT) بسیار ساده و ارزان است.

مراحل انجام این آزمایش، از پاشیدن ۳ نوع اسپری با ترتیب و اولویت ذیل تشکیل شده است:

  1. اسپری تمیزکننده (بی رنگ): Cleaner
  2. اسپری نفوذکننده (رنگ قرمز): Penetral
  3. اسپری آشکارساز (رنگ بریز): Developer

به ترتیب مورد استفاده قرار می‌گیرد این تست در مواردی است که ترک تا سطح جوش ادامه پیدا می‌کند.

یکی دیگر از روش‌های بازرسی عیوب سطحی در جوش، نظیر ترک‌های سطحی، استفاده از محلول‌های رنگی نفودکننده و مواد ظاهرکننده است.

سطح مورد بازرسی باید در ابتدا از لکه‌های روغن، گریس و مواد ناخالص و خارجی تمیز شود.

سپس ماده رنگی مورد نظر بر روی سطح پاشیده شده و در داخل ترک‌ها و سایر ناهمواری‌ها نفوذ می‌کند.

تبخير مایع فرار باعث برجای ماندن گرد خشک سفید رنگ بر روی ماده قرمز رنگ نفوذ کرده در ترک‌ها می‌گردد و بر اثر عمل مویینگی ماده قرمز از ترک بیرون کشیده شده و پودر سفید کاملا قرمز می‌شود.

در مرحله بعد ماده ظاهرکننده (Developer) بر روی سطح ریخته می‌شود.

مایع نافذی که درون ناپیوستگی‌های سطح باقی مانده، توسط ماده ظاهرکننده جذب می‌شود و محل، اندازه و نوع ناپیوستگی مشخص می گردد.

به همین جهت ترک مورد نظر به وضوح با این روش قابل شناسایی است.

امروزه ۲ نوع ماده ظاهرکننده در بازرسی جوش مورد استفاده قرار می‌گیرد:

  1. ماده ظهور خشک: شامل یک ماده پودری با رنگ روشن است.
  2. ماده ظهور مرطوب: شامل یک پودر است که در داخل مایع مناسب، مثل آب یا یک حلال فرار ریخته شده و از محلول حاصل استفاده می‌شود.
بازرسی به کمک مایع رنگی نفوذ کننده - بازرسی جوش - استوارسازان

بازرسی به کمک مایع رنگی نفوذکننده

  • کاربردهای روش مایعات نافذ (PT)
  1. شناسایی و تشخیص محل عیوب سطحی در مواد بدون خلل و فرج
  2. شناسایی ترک و منفذ در جوش
  3. شناسایی ترک ناشی از خستگی در اجسام تحت تنش
  • مزایای روش مایعات نافذ (PT)
  1. ساده بودن روش
  2. بسیار ارزان است.
  3. بازرسی با مایع نافذ برای قطعات به هر شکل و هر اندازه قابل استفاده است.
  4. قطعات در حال کار را می‌توان در محل کار بازرسی کرد.
  • معایب روش مایعات نافذ (PT)
  1. فقط برای عیب‌یابی ترک‌های سطح به کار می‌رود.
  2. برای قطعاتی که دارای سطوح زیر و خشن هستند، استفاده نمی‌شود.
    (تقریباً باید سطح غیرمتخلخل و صافی وجود داشته باشد).
  3. انجام تست دارای محدودیت زمانی است.
    (دارای زمان تخمینی جهت ارزیابی، کمتر از 1
    ساعت).

بررسی ضرورت انجام آزمایش های گوناگون در کارگاه جهت ارتقا کنترل کیفی جوش

  1. بازرسی چشمی جوش برای ۱۰۰% جوشکاری‌های انجام شده لازم است.
  2. کلیه جوش‌های نفوذ کامل که تحت تأثیر بارهای دینامیکی یا متغیر قرار می‌گیرند باید به وسیله پرتونگاری صنعتی یا اولتراسونیک آزمایش شوند.
  3. سایر جوش‌های با نفوذ کامل بایستی با پرتونگاری صنعتی یا فراصوتی به صورت آماری و اتفاقی تا میزان ۲۰% آزمایش شوند.
  4. جوش‌های با نفوذ نسبی به لحاظ کنترل میزان نفوذ جوش و کیفیت جوش به صورت آماری و اتفاقی تا میزان ۱۰% آزمایش اولتراسونیک شوند.
  5.  جوش‌های سپری به لحاظ کنترل عیوب سطحی و زیر سطحی جوش به طور آماری و اتفاقی تا میزان ۲۰% توسط ذرات مغناطیسی یا مایع نافذ آزمایش شوند.
    در صورت مشاهده عیوب در جوش‌ها به میزان بالاتر از ۵% میزان آزمایشات افزایش یافته تا حدی که اطمینان لازم برای بازرس حاصل گردد.
  6. آزمایش پرتونگاری برای جوش‌های لب به لب و فقط در مواقع لزوم و با درخواست و نظر بازرس، اجراء خواهد شد.
جدول نمونه فرم کنترل کیفیت جوشکاری - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول {نمونه فرم} کنترل کیفیت جوش

وظایف بازرس جوش

مسئولیت ایجاب می‌کند که بازرس جوش دارای شخصیت حرفه‌ای با توانایی و شعور خوب باشد، بازرس جوش ممکن است با کارخانجات متعدد ساخت و کارگاه‌های متعددی سر و کار داشته باشد.

او باید در همه موارد ساعات کار و مقررات کاری، قواعد سازمان‌های مربوطه را رعایت نماید.

مراعات دقیق قواعد و مقررات کار خصوصاً در موارد پرسنلی، ایمنی و امنیتی الزامی است.

بازرسی بایستی در مورد کارگاه ساخت بی‌طرف باشد، سریع تصمیم بگیرد، بدون آن که تحت تأثیر نظر دیگران واقع شود و با اتکاء به حقایق تصمیم بگیرد و با عقاید مختلف، تصمیم قبلی خود را به آسانی عوض نکند.

چند نمونه از وظایف بازرسی جوش عبارتند از:

  • تفسیر نقشه‌های جوشکاری مشخصات
  • بررسی سفارش خرید برای حصول اطمینان از دسترسی تعیین مواد جوشکاری و مواد مصرفی
  • بررسی و شناسایی مواد دریافت شده طبق سفارش خرید
  • بررسی ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی از روی گزارش نورد، طبق نیازمندی‌های معین شده
  • بررسی فلز مبناء از نظر عيوب و انحرافات مجاز
  • بررسی نحوه انبار کردن فلز پر کننده و دیگر عوامل مصرفی
  • بررسی تجهیزات مورد استفاده
  • بررسی هماهنگی سازی اتصال جوش
  • بررسی به کار گرفتن دستورالعمل جوشکاری تأیید شده
  • بررسی ارزیابی صلاحیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری
  • انتخاب نمونه های آزمایش تولیدی
  • ارزیابی نتایج آزمایشات
  • نگهداری سوابق
  • تهیه و تنظیم گزارش
  • دسته‌بندی بازرسان جوش

دستورالعمل جوشکاری

تست WPS یکی از تست‌های مرسوم جهت ارزیابی و کنترل کیفیت جوش است.

در تولید و ساخت هر محصول وجود استانداردهای مدون برای تولید و ساخت ضروری می‌باشد که این امر در مورد جوشکاری نیز صادق بوده و از اهمیت بالایی برخوردار است.

بر طبق كليه استانداردهای صنعتی، قبل از هر گونه عملیات جوشکاری تهیه روش جوشکاری به طور مکتوب {که روش جوشکاری WPS یا گواهی تأیید Procedure Qualification Record می‌گویند}، حداقل پیش نیاز شروع به کار جوشکاری است، لذا تمامی سازندگان ملزم به تهیه این پیش نیازها هستند و بدین منظور باید روش جوشکاری (WPS) و همین طور گواهی تأیید آن (PQR) که اعتبار روش جوشکاری است را قبل از شروع به هر نوع کار جوشکاری تهیه و ارائه نمایند.

استانداردهای بین‌المللی معتبر در زمینه نحوه تهیه WPS (و متغیرهای آن) و نیز نحوه تأثیر و تأیید آن (PQR) وجود دارند.

با توجه به این که در تهیه و تأیید دستورالعمل جوشکاری سازه فولادی معمولاً از استانداردهای ایالات متحده آمریکا AWS D1,1 (Welding code – Steel Structural) استفاده می‌شود لذا ما نیز این استاندارد را انتخاب نموده و به عنوان نمونه به تشریح آن می پردازیم.

نظر به این که در ساخت سازه‌های فولادی معمولاً از روش الکترود دستی (SMAW) استفاده می‌شود، از این رو در تشریح (WPS) و (PQR) روش جوشکاری الکترود دستی به عنوان مبناء قرار داده شده است.

یک نمونه از فرم WPS در جدول زیر آمده است که به طور مختصر به تشریح بندهای مختلف آن می‌پردازیم:

بند (۱):
در این قسمت شماره شناسایی WPS، تاریخ تنظیم، شماره و تاریخ بازبینی، تأییدکننده نام شرکت و شماره گزارش ارزیابی (شماره PQR مربوطه) درج می‌گردد.

بند (۲):
در این بخش روش یا روش‌های جوشکاری مورد استفاده در ایجاد اتصال ذکر می‌شود که می‌تواند به صورت دستی، نیمه اتوماتیک و یا ماشینی باشد.
روش‌های جوشکاری با کد نوشته می‌شود.

فرم مشخصات فنی روند جوشکاری - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 1. نمونه فرم مشخصات فنی روند جوشکاری

بند (۳):
در این بند مشخصات طرح اتصال ارائه می‌گردد،
این مشخصات موارد زیر را شامل می‌شود:

نوع درز: می‌تواند شیاری و یا گوشه باشد.
در جوش شیاری باید شکل شیار (یک طرفه یا دو طرفه بودن)، زاویه شیار، بازشدگی ریشه و ضخامت ریشه مشخص شود.

پشت بند: در صورت نیاز به استفاده از پشت‌بند باید جنس و ابعاد پشت‌بند مشخص شود.
جنس پشت‌بند معمولاً تسمه‌های فولادی ساده کربنی، ورقه‌های مسی و یا سرامیک است.

شیار زنی: در صورتیکه شیار زنی (برداشتن پشت جوش) مورد نیاز باشد، باید روش شیار زنی قید گردد.
برداشتن پشت جوش می‌تواند توسط سنگ‌زنی و یا ترمیم (گوجینگ، که با الکترودهای گرافیتی مخصوص این کار صورت می‌گیرد) انجام می‌شود.

بند (۴):
در این قسمت مشخصات فلز پایه از قبیل جنس فلز پایه (که می‌تواند به صورت کد بر اساس استانداردهای مختلف باشد)، ضخامت فلز پایه و قطر آن (برای لوله‌ها) درج می‌شود.
در صورتی که در جوش شیاری و یا گوشه، ضخامت قطعاتی که به هم متصل می‌شوند یکسان نباشد باید ضخامت هر دو قطعه مشخص گردد.
در مورد جوش‌های گوشه ابعاد ساق جوش نیز در این قسمت نوشته می‌شود.

بند (۵):
در این بخش مشخصات فلز پرکننده (شامل بندهای ذیل) ذکر می‌شود:

  • در صورتی که از الکترود دستی برای جوشکاری استفاده می‌شود باید نوع الکترود (مثلاً E6013) و نوع روکش آن مشخص شود.
  • برای جوشکاری با گاز محافظ (GMAW) باید نوع سیم (مثلاً 6-ER 70S یا SG2)، نوع و ترکیب گاز محافظ (همانند CO2 % ۱۰۰) و دبی گاز محافظ مشخص گردد.
  • برای جوشکاری به روش زیر پودری (SAW)، باید نوع پودر (F7A2)، نوع سیم (مثلاً EM12 یا S2) و آن مشخص شود.
  • در صورتی که نیاز به خشک کردن الکترود و یا پودر قبل از جوشکاری باشد باید دما و زمان خشک کردن (مطابق دستورالعمل سازنده) قید گردد.
  • در صورتی که برای پر کردن درز اتصال از چند نوع الکترود و یا چند نوع روکش جوری استفاده می‌شود باید در این قسمت {هم چنین در انتهای فرم (WPS)} مشخص گردد.

بند (۶):
در این قسمت وضعیت جوشکاری مشخص می‌شود، این وضعیت‌ها برای جوش شیاری ورق‌ها 5G , 4G , 3G , 2G , 1G و 6G و برای جوش گوشه ورق‌ها 3F , 2F , 1F و 4F می‌باشد.

برای حالت جوشکاری عمودی جهت پیشرفت جوشکاری (سربالا یا سرازیر) نیز قید می‌شود.

بند (۷):
در این بند تعداد الکترود و تکنیک جوشکاری که می تواند به صورت زنجیری یا هلالی باشد و نیز تعداد پاسها {یک پاسه یا چند پاسه بودن ذکر می شود. روش تمیز کاری بین پاس های جوش نیز بایستی توسط سنگ زنی یا برس زنی قید شود.

بند (۸):
در این بند دمای پیش گرم، دمای بین پاسی و در صورت نیاز به عملیات پس گرم، دمای پس گرم و مدت زمان آن مشخص می شود.

بند (۹):
این قسمت که به صورت یک جدول آورده شده است. باید هندسه درز، شتر باس ها با لایه ها روش جوشکاری هر پاس، نوع فلز پر کننده و قطر آن برای هر باس)، نوع قصيت و می میرد استفاده برای روش (GMAW) سرعت تغذیه سیم، ولتاژ تب یری رز (M) و (SAW) و سرعت حرکت و اغلب برای روش های جوشکاری اتوماتیک مشخص گردد.

ارزیابی دستورالعمل جوشکاری

برای ارزیابی و تأیید دستورالعمل جوشکاری WPS نیاز به انجام یک سری آزمیشات تعریف شده استاندارد می‌باشد که در این قسمت به تشریح آنها می‌پردازیم:

دستورالعمل‌های جوشکاری از نظر ارزیابی دو نوع می‌باشد:

  1. دستورالعمل‌های پیش پذیرفته شده
  2. دستورالعمل‌هایی که نیاز به انجام (PQR) دارند. {با آزمایش تأیید می شوند}.

دستورالعمل‌های پیش پذیرفته (Prequalified):

در صورتی که WPS بر اساس شرایط زیر تهیه شده باشد نیاز به انجام آزمایشات تایید (PQR) نمی‌باشد و اصطلاحاً به آنها دستورالعمل‌های پیش پذیرفته اطلاق می‌گردد.

  1. شدت جریان (آمپراژ)، اختلاف پتانسیل (ولتاژ)، قطبیت، سرعت جوشکاری، دبی گاز محافظ و نوع آن به صورت مناسب انتخاب شده باشد. (بر اساس پیشنهاد سازنده الکترود)
  2. نوع فلز پرکننده بر اساس نوع فلز پایه مطابق جدول (2) انتخاب شده باشد.
  3. دمای پیش‌گرم و بین پاسی مطابق پیشنهاد استاندارد AWS D1,1 مورد استفاده قرار گیرد. جدول (3)
  4. شکل طرح اتصال مطابق پیشنهاد استاندارد AWS D1,1 باشد.
  5. حداکثر قطر الکترود مصرفی در هر حالت جوشکاری و حداکثر بعد و اندازه جوش مطابق رواداری‌های مندرج در آیین‌نامه جدول (۴) باشد.
الکترود جوشکاری فولادهای ساختمانی در وضعیت پیش‌پذیرفته - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 2. الکترود جوشکاری فولادهای ساختمانی در وضعیت پیش‌پذیرفته

حداقل دمای پیش گرمایش و بین پاسی در وضعیت پیش‌پذبرفته - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول3. حداقل دمای پیش گرمایش و بین پاسی در وضعیت پیش‌پذبرفته

شرایط ابعادی جوش‌ها در جوشکاری قوس الکتریک با الکترود روکش‌دار در وضعیت پیش‌پذیرفته - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 4. شرایط ابعادی جوش‌ها در جوشکاری قوس الکتریک با الکترود روکش‌دار در وضعیت پیش‌پذیرفته

دستورالعمل‌هایی که نیاز به ارزیابی دارند:

برای تایید دستورالعمل‌های جوشکاری، آزمایش‌های تعریف شده و استانداردی وجود دارد که در این جا به تشریح مراحل انجام آزمایش و نوع آنها می‌پردازیم.

  • مراحل انجام ارزیابی دستورالعمل جوشکاری (PQR)
  1. تهیه WPS اولیه
  2. آماده‌سازی ورق و طرح اتصال طبق WPS
  3. انجام عملیات جوشکاری مطابق WPS
  4. بازرسی چشمی جوش
  5. انجام آزمایشات غیرمخرب
  6. تهیه نمونه‌های آزمایش مخرب
  7. انجام آزمایش‌های مخرب و بررسی نتایج
  8. ثبت نتایج آزمایشات در صورت تطابق (ثبت گزارش هر آزمایش در فرم مربوطه).
  9. ایجاد تغییرات در WPS و تأیید صلاحیت مجدد در صورت عدم تطابق نتایج آزمایش با نتایج حاصله

انواع آزمایش ها برای جوش شیاری

  1. آزمایش کششی عرضی (برای ارزیابی استحکام کششی اتصال)
  2. آزمایش خمش ریشه، خمش رویه و خمش جانبی (برای ارزیابی سلامت جوش)
  3. آزمایش‌های پرتونگاری و فراصوتی (برای سلامت جوش)

انواع آزمایش ها برای جوش گوشه

  1. آزمایش ماکرواچ (حک)
  2. آزمایش نمونه کششی فلز جوش خالص
  3. آزمایش خمش جانبی
گزارش تأیید صلاحیت روند جوشکاری (PQR) - بازرسی جوش - استوارسازان
گزارش تأیید صلاحیت روند جوشکاری PQR - بازرسی جوش - استوارسازان

گزارش تأیید صلاحیت روند جوشکاری (PQR)

نمونه فرم گزارش تأیید صلاحیت روند جوشکاری (PQR) - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 5. نمونه فرم گزارش تأیید صلاحیت روند جوشکاری (PQR)

نوع آزمایش و تعداد آزمونه ها

پس از این که قطعات مطابق WPS جوشکاری شده‌اند، آزمونه‌های مورد نیاز از محل‌های تعیین شده در شکل 13 تهیه می‌شود.

برای توضیحات بیشتر در رابطه با ابعاد و اندازه نمونه‌ها و آزمایشات مربوطه، به استانداد 1,AWS D1 مراجعه شود.

موقعیت نمونه های آزمایشی ورق در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری - بازرسی جوش - استوارسازان

موقعیت نمونه‌های آزمایشی ورق در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری، جوش شیاری در ورق‌های با ضخامت 10 میلیمتر و کمتر

جوش شیاری ورق‌ها با نفوذ کامل (CJP):

در جدول ۶ نوع و تعداد آزمونه‌ها و آزمون‌هایی که برای ارزیابی دستورالعمل جوشکاری لازم است، به همراه دامنه ضخامت‌هایی که مورد تایید واقع می‌شوند، ارائه شده است.

جوش گوشه ورق‌ها:

در جدول ۸ نوع و تعداد نمونه‌ها و آزمون‌های لازم برای ارزیابی دستورالعمل جوشکاری ورق‌ها به صورت جوش گوشه ارائه شده است.

طرح اتصال آن مطابق شکل ۱۵ تهیه می‌شود.

برای ارزیابی دستورالعمل مربوط به جوش گوشه، یکی از آزمایش‌های مورد نیاز، آزمایش فلز پرکننده مورد استفاده در جوش گوشه است که مطابق شکل ۱۶ می‌توان با آزمایش‌های کشش فلز جوش خالص و خمش جانبی خواص مکانیکی جوش را بررسی کرد.

البته این آزمایش زمانی انجام می‌شود که الکترود مورد استفاده برای جوشکاری مطابق جدول ۸ انتخاب نشده باشد.

محدوده وضعیت های مورد تأیید در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری

در جدول ۷ محدوده وضعیت‌های جوشکاری مورد تایید در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری ارائه شده است.

این جدول می‌تواند در کاهش تعداد آزمایشات مفید واقع شود.

شرایط پذیرش نتایج آزمایش‌ها:

  • بازرسی چشمی

معیارهای پذیرش بازرسی چشمی عبارتند از:

  1. جوش عاری از ترک باشد.
  2. همه چاله جوش‌ها پر شده باشد.
  3. سطح جوش باید هم تراز با سطح فلز پایه باشد و با شیبی ملایم بر روی سطح فلز پایه نشسته باشد.
    ضمناً بریدگی کنار جوش نباید از mm
    ۱ تجاوز کند و گرده جوش نباید از mm۳ بیشتر شود.
  4. ریشه جوش بایستی عاری از ترک، ذوب ناقص و نفوذ نامناسب باشد.
    تقعر سطح ریشه جوش حداکثر mm
    ۲ مجاز است مشروط بر این که ضخامت جوش مساوی و یا بزرگتر از ضخامت فلز پایه باشد.
  5. حداکثر ذوب به داخل (نفوذ اضافی) mm3 است.
  • آزمایش کششی عرضی

مقاومت کششی نباید از حداقل مقاومت کششی مقرر فلز پایه کمتر شود.

  • آزمایش‌های خمش ریشه، رویه و جانبی

سطح محدب خم شده نمونه آزمایشی باید جهت بررسی تعداد و طول ترک‌های موجود در آن مورد بازرسی چشمی قرار گیرد.

برای پذیرش تعداد و طول ترک‌ها شرایط زیر بایستی حاصل شود.

  1. طول ترک‌ها در هر امتداد از سطح محدب نباید از mm3 تجاوز نماید.
  2. مجموع طول ترک‌های بین mm۱ تا mm۳ از mm۱۰ تجاوز نکند.
  3. ترک‌هایی که از گوشه نمونه شروع شده، می‌تواند تا mm۶ باشد مشروط بر این که این ترک‌ها به دلیل وجود گل جوشکاری با سایر ناپیوستگی‌ها باشد، ملاک عمل اما حداکثر mm3 خواهد بود.
  • آزمایش حک (ماکرواچ)

ماکرواچ فرآیندی است که در آن ساختار جوش مورد بررسی قرار می‌گیرد.

نفوذ جوش، میزان حل شدن فلز جوش و فلز پایه در هم، هم چنین حضور آخال‌ها، فلاکس سرباره، تخلخل و ترک در ناحیه جوش و HAZ قابل مشاهده است.

پس از این که نمونه مورد حک، به وسیله سنگ و سمباده صیقلی گردید، آن را در محلول حک (محلول حاوی ۲% اسید نیتریک + ۹۸% الکل صنعتی) به مدت زمان مناسب قرار می‌دهیم تا محل جوش به وضوح مشخص گردد.

سپس نمونه را در آب (جهت خنثی شدن) و بعد از آن در الكل (جهت جلوگیری از زنگ زدگی) غوطه‌ور می‌کنیم.

نمونه حک شده زمانی مورد پذیرش واقع می‌شود که شرایط زیر حاصل گردد:

  1. از نظر آزمایش چشمی مورد تأیید باشد.
  2. جوش گوشه باید تا ریشه اتصال نفوذ کرده باشد، لازم نیست فراتر از آن نفوذ نماید.
  3. حداقل اندازه ساق جوش گوشه باید مساوی مقدار پیش‌بینی شده باشد.
  4. امتزاج بین فلز جوش و فلز پایه در فصل مشترک و امتزاج بین لایه‌های جوش انجام شده باشد.
  5. هندسه جوش مطابق با مشخصات تعیین شده باشد. (با در نظر گرفتن رواداری‌های مجاز)
  6. حداکثر عمق بریدگی کنار جوش mm۱ باشد.
  • آزمایش‌های غیرمخرب

نتایج آزمایش‌های پرتونگاری و فراصوتی باید خواسته‌های استاندارد AWS D1,1 را برآورده سازد.

تفسیر نتایج توسط افراد متخصص مربوطه انجام می‌گیرد.

تعداد و نوع آزمونه‌ها بر حسب ضخامت در ارزیابی دستورالعمل جوش شیاری با نفوذ کامل - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 6. تعداد و نوع آزمونه‌ها بر حسب ضخامت در ارزیابی دستورالعمل جوش شیاری با نفوذ کامل

محدوده وضعیت‌های تأیید شده در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری ورق - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 7. محدوده وضعیت‌های تأیید شده در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری ورق

تعداد و نوع آزمونه‌ها بر حسب ضخامت در ارزیابی دستورالعمل جوش گوشه - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 8. تعداد و نوع آزمونه‌ها بر حسب ضخامت در ارزیابی دستورالعمل جوش گوشه

جوش شیاری در ورق‌های با ضخامت بیشتر از 10 میلیمتر - بازرسی جوش - استوارسازان

موقعیت نمونه‌های آزمایشی ورق در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری
جوش شیاری در ورق‌های با ضخامت بیشتر از 10 میلیمتر

تذکرات:

  1. ساختار شیار نشان داده شده، فقط برای نمایش است.
    ساختار شیار مورد آزمایش می‌بایست مطابق با ساختار شیار تحت تأیید صلاحیت باشد.
  2. در صورت نیاز به انجام آزمایش ضربه بر اساس مدارک قرارداد و یا مشخصات فنی، از نمونه بلندتر می‌توان استفاده کرد.
    نمونه‌های آزمایش ضربه می‌بایست از وسط طول نمونه جوشی تهیه شود.
  3. نمونه‌های خمش طولی جهت ارزیابی دستورالعمل جوشکاری ورق‌های با جنس مختلف کاربرد دارد.
موقعیت نمونه‌های آزمایشی ورق در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری جوش گوشه - بازرسی جوش - استوارسازان

موقعیت نمونه‌های آزمایشی ورق در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری جوش گوشه

حداقل ضخامت ورق‌های نمونه‌های آزمایشی - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 9. حداقل ضخامت ورق‌های نمونه‌های آزمایشی (mm)

حداقل ضخامت ورق‌های نمونه‌های آزمایشی - بازرسی جوش - استوارسازان

ارزیابی دستورالعمل جوشکاری جوش گوشه و تأیید صلاحیت جوشکار

متغیرهای اساسی در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری

متغیرهای اساسی، متغیرهایی هستند که در صورت تغییر آنها باید WPS بر اساس آن تغییر داده شود، سپس مجدداً تنظیم شده و ارزیابی دستورالعمل جوشکاری (PQR) نیز انجام شود.

در استاندارد AWS D1,1 متغیرهای اساسی برای انواع روش‌های جوشکاری ارائه شده است، با توجه به این که در جوشکاری سازه‌های فولادی معمولاً از روش جوشکاری با الکترود دستی SMAW استفاده می‌شود، لذا فقط به تشریح متغیرهای اساسی این روش می‌پردازیم.

متغیرهای اساسی در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری با الکترود دستی (در مواردی که نیازی به انجام آزمایش ضربه نیست) عبارتند از:

  1. افزایش در استحکام فلز پرکننده
  2. تغییر از الکترود کم هیدروژن به الکترود غیر کم هیدروژن
  3. تغییر یک الكترود به الکترود دیگری که توسط استاندارد AWS A5.1 یا AWS A5.5 پوشش داده نمی‌شود.
  4. تغییر در قطر الكترود به مقدار mm0/8 یا بیشتر
  5. تغبیر در شدت جریان و اختلاف پتانسیل خارج از محدوده توصیه شده توسط سازنده الکترود
  6. افزایش در حرارت ورودی به مقدار بیش از ۱۰%

حرارت ورودی جوش بر حسب کیلوژول بر اینچ را همان انرژی جوش می‌نامند.

حرارت ورودی جوش بر حسب کیلوژول - بازرسی جوش - استوارسازان

E = انرژی جوش (کیلو ژول بر اینچ) “kj/in

V = سرعت جوش (اینچ بر دقیقه) in”/min

U = ولتاژ

I  = آمپر

µ = پارامتری است که به روش جوشکاری بستگی دارد.

  1. تغییر به مقدار بیش از ۲۵±% در تعداد پاس‌ها.
    در صورتی که سطح مقدار شیار تغییر یابد، می‌توان تعداد پاس‌ها را نسبت سطح مقطع تغییر داد.
  2. تغییر در وضعیت جوشکاری به صورتی که در جدول ۷ ارزیابی نشده است.
  3. تغییر در ضخامت فلز پایه به صورتی که در جدول ۶ و ۸ ارزیابی نشده است.
  4. تغيير در فلز پایه خارج از محدوده ارائه شده در بخش ضوابط کلی در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری – {جدول ۲}
    4-1.ارزیابی دستورالعمل جوشکاری برای فولادی از گروه ۱ جدول ۲، سایر فولادهای این گروه و یا ترکیبی از آنها را نیز پوشش می‌دهد.

    4-2. ارزیابی دستورالعمل جوشکاری برای فولادی از گروه ۲ جدول ۲، سایر فولادهای این گروه و فولادهای گروه ۱و یا ترکیبی از آنها را نیز پوشش می‌دهد.
  5. تغییر در نوع شیار (به عنوان مثال از V {جناغی} یک طرفه به V {جناغی} دوطرفه)
  6. کاهش به مقدار بیش از ۱۵ درجه سانتیگراد در دمای پیش گرم یا بین پاسی
  7. در جوشکاری عمودی تغییر جهت جوشکاری از سربالا به سرازیر و یا برعکس
  8. تغییر در نوع شیار بدون پخ (مربعی) به پخ‌دار و یا برعکس
  9. حذف شیارزنی پشت و پشت‌بند (نه اضافه کردن آنها)
  10. حذف یا اضافه نمودن عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
  11. تغییر از حد رواداری تعریف شده به مقدار استاندارد در هندسه هر یک از انواع درزها شامل:
    11-1.کاهش در زاویه شیار
    11-1.کاهش در فاصله ریشه شیار
    11-3.افزایش در ضخامت ریشه شیار

ارزیابی جوشکاران

هدف ارزیابی‌های ارائه شده در این قسمت، تعیین توانایی جوشکاران برای تولید جوش سالم است چرا که پیاده کردن دستورالعمل جوشکاری و اجرای دقیق آن، هم چنین کیفیت جوش در اجراء و طراحی به طور مستقیم متوجه جوشکار خواهد بود.

یکی از مهم‌ترین دلایل پایین بودن کیفیت جوش در سازه‌های فولادی، پایین بودن مهارت و عدم صلاحیت جوشکاران است که باید به این موضوع در صنعت ساختمان‌سازی اهمیت بیشتری داده شود.

با توجه به اینکه در ساخت و جوشکاری سازه‌های فولادی از لوله کمتر استفاده می‌شود، لذا در این بخش فقط روش تایید جوشکاران مورد بررسی قرار می‌گیرد.

ضوابط کلی در ارزیابی جوشکاران:

  1. جوشکاری که برای یک نوع فولاد از فولادهای مشخص شده در استاندارد AWS D1,1 (و یا نشریه ۲۲۸) تأیید شده باشد، می‌تواند کلیه فولادهای مذکور را جوشکاری نماید. (شامل St37 و St52)
  2. اگر جوشکار برای یک روش جوشکاری معین مورد تایید قرار گرفته باشد، در صورت تغییر روش جوشکاری، نیاز به ارزیابی مجدد جوشکار خواهد بود. (به عنوان مثال، روش SMAW)
  3. در صورتی که جوشکار برای الکترودهای هر یک از گروه‌های 1F تا 4F از جدول ۱۱ تأیید شده باشد، برای سایر الکترودهای آن گروه نیز مورد تأیید است.
    هم چنین در صورت تغییر گروه الکترود به شماره بالاتر، باید جوشکار با الکترود با شماره گروه بالاتر مجدداً مورد ارزیابی قرار گیرد.
  4. تغییر وضعیت جوشکاری به وضعیتی که مطابق جدول ۱۰، جوشکار برای آن ارزیابی نشده، نیاز به ارزیابی مجدد می‌باشد.
  5. وقتی ورق در وضعیت قائم جوشکاری می‌شود، تغییر در جهت و جوشکاری نیاز به ارزیابی مجدد جوشکار خواهد داشت. (در جهتی که جوشکاری انجام می‌گیرد.)
  6. در صورت ويير در ضخامت فلز پایه جوشکار باید مطابق جدول 9 مورد ارزیابی قرار گیرد.

ارزیابی جوشکار برای انجام جوش شیاری ورق‌ها:

در صورتی که جوشکار برای ورق با ریاست محدود مورد ارزیابی قرار می‌گیرد، یک قطعه با مشخصات شكل ۱۸ تهیه می‌شود و سپس درز آن در وضعیت مورد نظر جوشکاری می‌شود.

به منظور ارزیابی جوشکاران برای ورق‌های با ضخامت نامحدود از قطعه نشان داده شده در شکل ۱۹ استفاده می‌شود.

وضعیت‌های جوشکاری (Typts& Poss . Weld):

در جدول ۱۰ نوع جوش و وضعیت‌هایی که جوشکار با انجام آزمایش مورد تأیید واقع می‌شود، ارائه شده است.

وضعیت‌های مورد تأیید در ارزیابی جوشکاران برق - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 10. وضعیت‌های مورد تأیید در ارزیابی جوشکاران برق

گروه‌بندی الکترودهای جوشکاری - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 11. گروه‌بندی الکترودهای جوشکاری

نوع آزمایش و تعداد آزمونه‌ها برای جوش شیاری ورق‌ها:

به منظور ارزیابی جوشکاران ورق برای ضخامت‌های مختلف، نوع و تعداد آزمونه‌های مورد نیاز در جدول ۱۲ نشان داده شده است.

هم چنین در این جدول ضخامت ارزیابی شده ارائه شده است. (محدوده ضخامتی که جوشکار می‌تواند جوشکاری کند).

ارزیابی جوشکار برای جوش گوشه ورق‌ها:

برای جوش‌های گوشه که زاویه بین دو سطح کمتر از ۶۰ درجه باشد، جوشکار باید براساس جوش شیاری ورق‌ها مورد ارزیابی قرار گیرد.

در صورت تایید صلاحیت جوشکار، این ارزیابی برای ورق‌های با زاویه مساوی با بزرگتر از ۶۰ درجه (ولی کمتر از ۱۳۵ درجه) جهت ارزیابی جوشکار باید یک قطعه مطابق جدول ۵ مورد جوشکاری قرار گیرد.

نوع آزمایش و تعداد آزمونه‌ها برای جوش گوشه ورق‌ها:

 یک نمونه به طول mm ۱۵۰ جهت آزمایش شکست مطابق شکل ۱۷تهیه گردیده، {به صورتی که حداقل یک نقطه شروع و یک نقطه پایان جوشکاری در نمونه وجود داشته باشد} سپس با اعمال بار، نمونه گسیخته و یا تخت می‌گردد.

ضمناً یک نمونه جهت آزمایش حک نیز هماهنگی می‌شود.

تعداد و نوع آزمون‌ها برحسب ضخامت در ارزیابی جوشکاران برق - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 12. تعداد و نوع آزمون‌ها برحسب ضخامت در ارزیابی جوشکاران برق

شرایط پذیرش نتایج آزمایش ها

  •  بازرسی چشمی

مطابق آن چه که در بخش تأیید دستورالعمل جوشکاری (PQR) توضیح داده شد.

  • شرایط پذیرش آزمون های خمش

مطابق آن چه که در شرایط پذیرش آزمون‌های خمش برای تأیید دستورالعمل جوشکاری (PQR) توضیح داده شد.

  • آزمایش حک

پس از تأیید بازرسی چشمی، جوش گوشه باید تا ریشه اتصال نفوذ کرده باشد، لازم نیست فراتر از آن نفوذ نماید.

  • آزمایش شکست t

پس از تایید بازرسی چشمی، (قبل از شکست نمونه) جوش باید ظاهر قابل قبول داشته باشد و عاری از روی هم افتادگی، ترک و بریدگی کنار جوشی خارج از محدوده ارائه شده در بخش معیارهای پذیرش جوش باشد.

ضمناً نباید هیچ تخلخل قابل رؤیت روی سطح جوش وجود داشته باشد.

سطح شکسته شده باید ذوب کامل باشد تا ریشه اتصال را نشان دهد و هیچگونه آخال و تخلخل بزرگتر از mm ۲ / ۵۰ (در بزرگترین بعد آن) وجود نداشته باشد و مجموع بزرگترين بعد آخال‌ها و تخلخل‌ها نباید از mm۱۰ (در mm۱۵۰ طول نمونه) بیشتر شود.

  • آزمایش پرتونگاری

در غیاب آزمایش خمش، از آزمایش رادیوگرافی جهت ارزیابی جوشکار استفاده می‌شود.

برای انجام رادیوگرافی نیاز به برداشتن گرده جوش نیست.

پس از تفسیر فیلم، نتایج بدست آمده باید خواسته‌های استاندارد AWS D1 ,1 را برای تأیید جوشکار برآورده نماید.

آزمایش مجدد جوشکار

در صورتی که برای بار اول جوشکار در آزمون قبول نشود می‌توان بلافاصله آزمون و ارزیابی مجدد از او به عمل آورد.

در این مرحله برای هر وضعیت، آزمون تأیید صلاحیت بر روی دو قطعه صورت می‌گیرد.

در صورتی که در آزمون مجدد نیز مردود شود باید پس از گذراندن آموزش‌های لازم مورد ارزیابی قرار گیرد.

نمونه شکست جوش گوشه در تایید صلاحیت جوشکاران برق - بازرسی جوش - استوارسازان

نمونه شکست جوش گوشه در تأیید صلاحیت جوشکاران برق

توجه: طول نمونه برای آزمایش تأیید صلاحیت جوشکار حداقل ۸ اینچ و برای دستگاه حداقل ۱۵ اینچ است.

قطعه آزمون جهت تایید صلاحیت جوشکار برای ضخامت محدود - بازرسی جوش - استوارسازان

قطعه آزمون جهت تأیید صلاحیت جوشکار برای ضخامت محدود

نکته ۱: در صورت انجام آزمایش پرتونگاری، هیچ خال جوشی نباید در ناحيه آزمایش باشد.

نکته ۲: ضخامت صفحات پشت بند می‌بایست حداقل mm۶ و حداکثر mm۱۰ باشد.

اگر پشت بند برای انجام پرتونگاری برداشته نمی‌شود، پهنای آن می‌بایست حداقل mm ۷۵ و در غیر این صورت حداقل mm ۲۵ است.

قطعه آزمون جهت تایید صلاحیت جوشکار برای ضخامت نامحدود - بازرسی جوش - استوارسازان

قطعه آزمون جهت تأیید صلاحیت جوشکار برای ضخامت نامحدود

نمونه فرم گزارش تأیید صلاحیت جوشکار PQR - بازرسی جوش - استوارسازان

جدول 13. نمونه فرم گزارش تأیید صلاحیت جوشکار PQR

گردآورنده استوارسازان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *