تست غیرمخرب

[spow 44198]

سلام

دراین تاپیک درمورد تست های غیرمخرب NDT:Nondestructive Tests وبازرسی های مورداستفاده درصنعت صحبت میشه

دوستان اگه مطلب مرتبط یا سوالی داشتند درهمین تاپیک مطرح کنند

موفق باشیم

[spow 44198]

تست به کمک مایعات نافذ

 

اين روش آزمون را مي توان براي عيب يابي بسياري از قطعات، به شرط آنکه عيوب به سطح قطعه راه داشته باشند، به کار گرفت. مباني آزمون عبارتست از نفوذ يک مايع در عيوب (منافذ) سطحي در اثر جاذبه موئينگي، و مشاهده ترکهاي سطحي با چشم غيرمسلح پس از انجام عمليات ظهور برروي مايع نافذ به منظور نمايان شدن کامل ترکها، مايع نافذ با يک ماده رنگي روشن رنگ آميزي شده يا ماده اي فلورسانت به آن افزوده مي شود. در حالت نخست ، ماده رنگي معمولا" قرمز است و سطح پس از افزودن ماده ظاهر کننده، با نور معمولي هم قابل رويت خواهد بود، ولي در حالت دوم قطعه را بايد در نور فرا بنفش مورد بازرسي چشمي قرار داد.

زمان و نحوه بهره گيري از اين آزمون دقيقاً معلوم نشده است ولي يکي از نخستين شکلهاي اعمال آن استفاده از دوده بر روي سطح لعابي ظروف سفالي براي مشاهده ترکهاي لعاب کاري گزارش شده است. در اين روش، دوده در ترکها وارد شده و مرز آنها را بوضوح مشخص مي کرد. اين روش سپس براي تزئين ظروف سفالي مورد استفاده قرار گرفت.

زمينه پيدايش بازرسي مايع نافذ با تکنيک نفت و گچ همراه است. عيب يابي ترکها در قسمت لوکوموتيو راه آهن بطريق زير انجام ميگرفت. اول قطعات را چند ساعت در نفت غوطه ور ساخته و بعد از تميز کردن نفت اضافي با کهنه آغشته به پارافين، يک رنگ سفيد اعمال ميشد. رنگ مخلوطي از الکل چوب و گچ است که وقتي خشک شود، از آن پودر سفيد ريز بدست مي آيد. نفتي که از سطح قطعه کار داخل ترکها شده، از سوراخ ريز به بيرون تراوش کرده و در داخل گچ مانند باريکه سياه قابل ديدن (مرئي) مي باشد.

مباني آزمايش

روش بازرسي فوق الذکر شامل پنج مرحله اصلي بشرح زير است:

- آماده سازي سطح

- استفاده از مايغ نافذ

- پاک کردن مايع اضافي از روي سطح

- ظاهر سازي (انجام مرحله ظهور)

- مشاهده و بازرسي سطح

آماده سازي سطح

تمام سطح مورد آزمايش بايد کاملاً تميز شده و پيش از اعمال روش کاملاً خشک شود، لازمه موفقيت در آزمون اين است که سطح از چربي آب، روغن و ديگر مواد آلوده کننده عاري باشد.

استفاده از مايع نافذ

پس از آماده شدن سطح، مايع نافذ با روش مناسب به نحوي بر آن عرضه مي شود که سطح از غشائي پيوسته از مايع پوشيده گردد. مايع بايد به مدت کافي، براي نفوذ در عيوب سطحي، در روي قطعه بماند.

پاک کردن مايع اضافي

پس از نفوذ مايع در عيوب سطحي، قطعه بايد از مايع اضافي پاک شود. برخي از مايعات نافذ را ميتوان با آب شست، ولي برخي از آنها را بايد با به کارگيري حلال هاي خاص زدوده کرد. در هر حال شستن يکنواخت سطح، به منظور موثر بودن بازرسي ، لازم مي باشد.

استفاده از ماده ظهور

مرحله ظهور براي نمايش واضح عيوب ضرورت داشته و معمولاً از پودر نرم گل سفيد بعنوان ماده ظاهر کننده استفاده مي شود. اين ماده را ميتوان بصورت خشک بکار بردولي غبارات آن اغلب در يک مايع فرار به صورت دوغاب درآمده و پس از افشانده شدن برروي سطح، لايه يکنواخت و نازکي از آن سطح قطعه را مي پوشاند. مايع

نافد درون منافذ سطحي ، در اين مرحله به آهستگي به منافذ دورن پودر گل کشيده شده و پخش شدن نافذ در ماده ظاهر کننده ، مرز عيوب سطحي را به روشني و به اندازه اي بزرگتر از اندازه واقعي آنها نشان خواهد داد. هنگامي که از نافذ رنگي استفاده شود ، رنگ آنبايد با لايه گل سفيد روي سطح قطعه کنتراستي محسوس ايجاد نمايد، اگر از مايعات نافذ فلورسانت استفاده شود، مي توان مرحله ظهور را نيز در مواردي حذف نمود.

مشاهده و بازرسي

پس از گـــذشت زمــان لازم براي برگشت مايع نافذ به درون ماده ظاهر کننده، سطح قطعه مورد بازرسي قرار مي گيرد. آزمون با مايعات رنگي در شرايط نوري بسيار دقيق (با نور قوي) انجام مي گيرد، ولي بازرسي با مايعات داراي خاصيت فلورسانس در نور فرابنفش انجام ميشود، در اين حالت مايع نافذ از خود نور مربي گسيل داده و مرز عيوب به نحوي روشن و واضح مشخص ميشود، پنج مرحله اساسي روش مايعات نافذ در شکل زير نشان داده شده اند.

 

 

 

1- تميزکردن و آماده سازي سطح

به منظور هرچه دقيق تر بودن نتايج بازرسي با مواد نافذ، لازم است سطح قطعه مورد آزمايش کاملاً تميز باشد. در صورت تميز نکردن سطح، به نحو مطلوب، ممکن است برخي از عيوب به خاطر نفوذ نکردن مايع در آنها (در اثر بسته بودنشان) و همچنين نزديکي سطوح کثيف به دهانه عيوب و جذب مايع نافذ بوسيله آلودگيها، قابل تشخيص نباشد. به علاوه ممکن است مايع نافذ با برخي از آلودگيهاي سطحي وارد واکنش شده و در نتيجه قابليت نفوذ آن به ترکهاي ريز کاهش يابد.

براي تميز کردن سطح مي توان از روشهاي متنوع؛ بطور مجزا و يا همزمان، استفاده کرد. انتخاب روش به طبيعت قطعه، نوع آلودگي سطحي و تعداد قطعاتي که بايد بازرسي شوند بستگي خواهد داشت. برس زني ، شن پاشي خشک يا تر و تميزکاري سايشي در استوانه هاي دوار از جمله روشهائي هستند که مي توان آنها را براي زدايش پوسته هاي اکسيدي نازک ، گدازه هاي جوشکاري چسبيده به سطح و آلودگي هاي سطحي مورد استفاده قرار داد. تميزکاري فراصوتي نيز در هنگامي که با تعداد زيادي از قطعات کوچک سرو کار داريم روشي مناسب به حساب مي آيد.

چربي و روغن با استفاده از حلال ها، آب تحت فشار و بخار تميز مي شود. همچنين مي توان از روشهاي تميزکاري شيميائي نيز بهره گيري کرد، محلولهاي قليائي براي زدودن روغن ها، چربي ها و لايه هاي سطحي کربن منـــاسب بــوده و براي تميزکردن سطح از پوسته هاي ضخيم اکسيدها از محلولهاي اسيدي قوي استفاده مي شود.

2- مايع نافذ

بعد از تميزکاري و آماده کردن، مرحله بعدي بکار بردن ماده اي است که در يک زمان مناسب وارد هر نوع عيبي که به سطح راه دارد بشود. در استانداردهاي مختلف مدت زمان مناسب ارائه شده است.براي نمونه در استاندارد 6443 BS اين زمان ده دقيقه درنظر گرفته شده است. زمان متوسط تماس مايع نافذ با قطعه کار بين 20 تا 30 دقيقه است. مايع نافذ جديد به ندرت زماني طولاني نياز داشته و احتمال تبخير آن در درجه حرارت محيط نيست.

هنگامي که بازرسي تعداد زيادي قطعه کوچک را مورد آزمايش قرار ميدهد ، غوطه ور کردن قطعات در مخزن حاوي نافذ معمولاً مناسب ترين روش مي باشد. قطعات را پيش از وارد کردن به مخزن بايد کاملاً تميز و خشک کرد، زيرا آب و يا محلول تميز کننده باقيمانده برروي سطح ، نفوذ مايع در عيوب را دچار وقفه ساخته و به علاوه مايع را آلوده خواهد ساخت. در خلال غوطه ور کردن قطعه بايد دقت کافي در جلوگيري از تشکيل تله هوا مبذول شده و تمــام سطــوح قطعه کاملاً تر شود، معمولاً قطعات به مدت از پيش تعيين شده اي غوطه ور و سپس شسته مي شوند. در اين مرحله بايد اطمينان حاصل کنيم که مايع نافذ از تمام تورفتگي ها و مجاري قطعه گذشته و خارج شده است. قطعاتي که روي سطحشان داراي مايع نافذ باشند بايد پس از خشک کردن ، مجدداً غوطه ور شوند.

به آب بستن به صورت سيلاب معمولاً براي آزمايش بخش هاي گسترده اي از سطح يک قطعه مورد استفاده قرار مي گيرد، در اينجا مايع نافذ با فشار کم و به نحوي پاشيده مي شود که از پودر شدن آن جلوگيري گردد. در اين مورد بايد دقت شود که مايع تمام سطح مورد آزمايش را بپوشاند و سطح در تمام مدت نفوذکردن مايع در آن ؛ به حالت تر باقي بماند.

هنگامي که بازرسي قطعات منفرد مورد نظر بوده و يا آزمايش در جا انجام گيرد، نافذ به وسيله برس و يا پاشيــدن با افشاننده اي بادي بر سطح قطعه اعمال مي شود. اگر شکل قطعه پيچيده باشد برس زني ترجيح داده

مي شود. در اين مورد نيز مانند روش سيلابي بايد از خشک شدن مايع نافذ بر روي سطح جلوگيري شود.

خصوصيات مايع نافذ

براي موفقيت آميز بودن بازرسي با مايعات نافذ، لازم است اين مواد از ويژگيهائي که ذيلاً مورد توجه قرار مي گيرند برخوردار باشند. معمولاً و در عمل، فرمولهاي مواد نافذ به نحوي انتخاب مي گردد که ترکيب بهينه اي از پارامترهاي مورد لزوم را دارا باشند:

قابليت نفوذ

مايع نافذ بايد از قابليت ورود (نفوذ) در نقايص و عيوب کاملاً ريز سطحي و همچنين ديگر مجاري سطح قطعه برخوردار باشند.

قوام

مايع نافذ بايد قابليت ترکنندگي خوبي داشته و بتواند لايه اي پيوسته در روي سطح ايجاد نمايد، به علاوه بايد قادر باشد در مدت معيني به درون منافذ و عيوب سطحي کشيده شود.

سياليت

گذشته از ويژگيهاي بالا، مايع نافذ بايد قابليت جاري شدن از مجاري درون قطعه را دارا بوده و در همين حال مقدار بسيار ناچيزي از آن از درون عيوب بيرون کشيده شود.

قابليت حل کنندگي

در صورت لزوم بايد مايع نافذ بتوان با انحلال مواد آلوده کننده سطح و درون عيوب، از ميان آنها راه باز کرده و عيوب را پرنمايد.

پايداري

مايع نافذ بايد در دامنه وسيعي از دما و رطوبت پايدار بوده، تشکيل کف ندهد و به علاوه مواد فرار آن در زمان انبار شدن در مخازن نگهداري بايد از بين نرود.

قابليت شستشو

ماده نافذ بايد به سادگي از سطح قطعه شسته شده و در عين حال، مقداري از آن که به درون عيوب وارد شده نبايد تحت تأثير قرار گيرد.

ويژگيهاي خشک شوندگي

مواد نافذ بايد در مقابل خشک شدن و بيرون کشيده شدن کامل از عيوب، در خلال خشک کردن قطعه با هواي گرم و پس از شستشوي سطح، مقاوم باشند. در حالت ايده آل، گرما بايد برگشت مايع به سطح قطعه را تسهيل کرده و بنابراين به نمايان شدن عيوب کمک نمايد.

انواع مايع نافذ

مايعات نافذ از لحاظ نحوه پاک شدن از سطح و ماهيت رنگ آنها تقسيم بندي ميشوند.

متداولترين مايعات نافذبا توجه به نحوه شستشوي آنها از سطح که مورد استفاده قرار مي گيرندبقرار زير مي باشند:

سيستم قابل شستشو با آب(water washable)

ايــن سيستم که از مايعات داراي خاصيت فلورسانس و يا رنگي بهره مي گيرد طوري طراحي شده که مي توان مايع را مستقيماً ، به کمک آب، از سطح قطعه پاک کرد ، از اينرو فرآيند بازرسي سريع و از کارآئي بالائي برخوردار است. عمليات شستشوي سطح، به خصوص اگر با افشاندن آب انجام گيرد، بايد کاملاً با دقت همراه باشد. در يک سيستم خوب و کارآمد، شرايط و عوامل موثر از قبيل فشار و دماي آب ، مدت زمان شستشو، شرايط سطحي قطعه و ويژگيهاي مايع براي شسته شدن بايد بهينه شوند. البته در اين شرايط هم امکان شستشوي مايع درون عيوب کوچک منتفي نمي شود.

 

سيستم همراه با امولسيون سازي(post emulsifier)

اگر آشکارسازي عيوب کوچک سطحي ضرورت داشته باشد معمولاً از مايعات با حساسيت زياد که با آب شسته نمي شوند استفاده مي شود. اين قبيل نافذها داراي پايه روغني بوده و پاک کردن آنها احتياج به انجام يک مرحله اضافي، يعني امولسيون سازي ، دارد. ماده امولسيون ساز بعد از اعمال ماده نافذ و گذشت زمان کافي براي جذب آن در عيوب، افزوده ميشود. مزيت اصلي اين سيستم اين است که ماده امولسيون ساز باعث حل شدن مازاد ماده نافذ در آب شده و شستشو با آب را امکان پذير مي کند. در صورتيکه فرآيند کار دقيقاً کنترل شود، ماده نافذ درون عيوب دست نخورده مانده و معمولاً عيوب کوچکي که، اغلب به خاطر شسته شدن ماده نافذ قابل تشخيص نيستند، با بکارگيري اين روش قابل رويت خواهند بود.

علي رغم مزيت ياد شده، اين سيستم به خاطر گران قيمت بودن مواد نافذ و امولسيون ساز و طولاني تر بودن زمان کار، روش بازرسي نسبتاً هزينه زا مي باشد، و بکارگيري آن نيز به وسائل نقليه بيشتر و فضاي زيادتري دارد.

سيستم قابل شستشو با حلال(solvent)

اغلب ضرورت ايجاد مي کند که تنها بخش کوچکي از سطح قطعه بازرسي شده و يا به جاي انجام بازرسي در ايستگاههاي آزمون متداول، اينکار " درجا " صورت گيرد. در اينگونه موارد از مايعات نافذ قابل شستشو با حلال استفاده ميشود، و معمولاً براي تميز کردن اوليه سطح و زدايش نافذ مازاد، از يک نوع حلال استفاده مي شود.

مواد حلال به دو گروه قابل اشتعال و غير قابل اشتعال تقسيم مي شوند. تميز کننده هاي قابل اشتعال از جنبه آتش سوزي خطرناک بوده ولي از هالوژن عاري مي باشند، در حاليکه گروه دوم از حلال هاي هالوژني مي باشندو بنابراين به کار بردن آنها در فضاي بسته (به خاطر سمي بودنشان) توصيه نمي شود.

مايعات نافذ از لحاظ مواد رنگي آن به دو نوع اصلي تقسيم مي شوند:

مايع نافذ با زمينه رنگي

مايعات نافذ با زمينه رنگي معمولاً قرمز رنگ هستند. وقتي که روشنائي روز کافي است يا روشنائي مصنوعي لامپ موجود باشد و امکان استفاده از نور ماوراء بنفش به خاطر دسترسي به منبع آن نباشد از اين نوع مايع نافذ استفاده ميشود. براي مايع نافذ قرمز از ظهور پاششي سفيد رنگ استفاده ميشود زيرا در زمينه سفيد علائم قرمز به وضوح مشخص مي گردد. جاي طبيعي استفاده از مايع نافذ با کنتراست رنگي در کارگاه است که در آن آزمايشات ساختماني و جوشکاري انجام مي گيرد. اين مايع نافذ قابل شستشو با آب نيزمي باشد و براي ريخته گري خشن به ندرت از آن استفاده مي شود.

مايع نافذ فلورسنت

بيشتر استفاده مايع نافذ فلورسنت در کارخانجات روي قطعات ريخته گري، آهنگري ، قطعات دقيق، آلياژ آلومينيوم ، فولادهاي ضدزنگ و غيره انجام مي گيرد. شستشوي مايع نافذ اضافي با آب بوده و از پاک کننده ها نيز ميتوان استفاده نمود. مايع نافذ فلورسنت بيشتر از مايع نافذ زمينه رنگي، حساس بوده و ده برابر زمينه قرمز قابل ديدن است و اين بخاطر آن است که بازرسي در اطاق تاريک انجام ميگيرد و اپراتور عيوب درخشاني در زمينه سياه و تاريک مي بيند.

روش بکار بردن مايع نافذ

روشهاي بکار گيري مايع نافذ مختلف بوده و بستگي زيادي به محيط کار دارد. معمولترين روش بکارگيري مايع نافذ زمينه رنگي با پاشش مخزن هاي کاري است (AEROSOL) . روش اعمال مايع نافذ اساسي نبوده و در حقيقت کاملاً مي تواند مختلف و درهم باشد ، به شرطي که از خطر آلودگي مواد خارجي اجتناب شود. نحوه بکار بردن مايع نافذ وقتي که از مجموعه قابل حمل استفاده ميشود، مهم نيست ولي بايد تمام سطح ناحيه بازرسي به دقت ملاحظه شود.

[spow 44198]

3- پاک کردن مايع اضافي از روي سطوح

بعد از اينکه مايع نافذ در يک زمان قابل قبول بر روي سطح مورد آزمايش قرار گرفت، مقدار اضافي آن بايد پاک شود. البته اين امر نبايدبر مايع نافذي که داخل نواقص و عيوب نفوذ کرده تأثيرداشته باشد.

اين امر حياتي است که سطح نبايد زياد شسته شود تا داخل نواقص نيز پاک شده و مايع نافذ از آن خارج گردد. بهرحال بدون شستن درست و کافي مايع نافذ اضافي يک زمينه قوي باقي مانده و کنتراست و وضوح بين نواقص و سطح آزمايش را کاهش مي دهد.

انتخاب نوع مايع نافذ و روشي که استفاده مي شود بوسيله سه عامل زير مشخص مي شود:

الف – نوع نواقصي که انتظار مي رود

ب - شکل هندسي قطعه کار

ج - برداشت سطح تمام شده قطعه کار (مقدار همواري)

حداقل اندازه نقص که ميتواند بوسيله مايع نافذ فلورسنت عيب يابي شود بوسيله مقدار ناهمواري سطح قطعه کار محدود مي شود.

ماده نافذ اضافي روي سطح قطعه، معمولاً با ماليدن پارچه اي پنبه اي و آغشته به حلال بر روي آن پاک مي شود. در صورت امکان بايد از تکنيکهاي شستشوي سيلابي پرهيز شود، زيرا در اينصورت بيرون کشيده شدن نافذ از عيوب نيز متحمل خواهد بود. اگر اين روش آزمون با دقت و رعايت دستورالعمل هاي لازم انجام گيرد داراي حساسيت چشمگيري خواهد بود. در عين حال بايد توجه داشت که هزينه اعمال آن نسبتاً زياد مي باشد، زيرا قيمت مواد بالا و فرآيند کارگر طلب است.

4- ماده ظهور

مرحله ظاهر سازي بحراني ترين بخش فرآيند بازرسي به شمار مي رود. با به کارگيري ظاهر کننده هاي مناسب مي توان عيوب مرزي را که در صورت بکارگيري ظاهر کننده نامناسب مشخص نمي شوند پيدا کرده و به وجود عيوب بسيار ريز پي برد. بعلاوه بکار بردن چنين موادي زمان بازرسي را در اثر شتاب دادن به پيدايش نشانه هاي سطحي عيوب کاهش خواهد داد.

به منظور دستيابي به شرايط بهينه بازرسي، مواد ظاهر کننده براي بکار بردن با نافذهاي مشخص ساخته مي شوند. از اينرو است که بايد از ظاهر کننده ها و نافذهاي داراي سازگاري استفاده شود، در غيراينصورت ممکن است ظاهر کننده هيچگونه تأثيري بر نافذ باقي نگذارد. براي آن که يک ظاهر کننده بتواند عملکرد مناسب داشته باشد،

ماده ظهور انواع مختلفي بشرح ذيل دارد که لازم است ترکيبي بهينه از شرايط و ويژگيهارا دارا باشد:

ماده ظهور پودر خشک

معمولاً ماده ظهور پودر خشک فلورسنت نمي باشد، سبک و کرکي بوده و خاصيت جذب بالائي داشته و به سطح فلزي خشک مي چسبد، ولي به سطح خيس بهتر مي چسبد . بنابراين بطورکلي براي خروج مايع نافذ از عيوب مناسب است.

پودر خشک در نور سفيد به سختي ديده مي شود، اما در اطاق تاريک زير نور ماوراءبنفش کنتراست فلورسنت درخشاني دارد و بهمين علت براي سيستم فلورسنت مناسب نيست.

بعلت طبيعت جاذب الرطوبه آن اگر مقدار قابل ملاحظه اي استنشاق يا بلعيده شود، مجراي بيني، گلو را خشک مي کند . مضر نيست اما ناراحتي ايجاد مي نمايد. کم و بيش بهتر است هنگام کار با آن احتياط شود.

مايع ظهور بدون آب

اين مايع را اغلب اوقات ماده ظهور باحلال معلق کننده مي نامند. معمولترين حلال تري طروانان 1-1-1 مي باشد. اگر چه سلفور يا هالوژن آزاد با مواد قابل اشتعال همچون آستن و نفت نيز استفاده مي شود.

اين نوع ماده ظهور معمولترين ظهوري است که با مايع نافذ زمينه رنگي استفاده مي شود اين ماده يک زمينه سفيد رنگ ايجاد مي کند که عيوب را به آساني قابل رويت مي نمايد.

مايع ظهور آبي

ماده ظهور آبي را ميتوان بدو بخش قابل تعليق و قابل حل تقسيم نمود. نوع قابل تعليق آن بصورت پودر سفيد خريداري شده و به نسبت درست مخلوط مي گردند. مخلوط خيلي رقيق آن براي آزمايش فلورسنت استفاده ميشود. مرتباً بايد آنرا بهم زد تا مواد معلق يکنواختي خود را حفظ کنند.

نوع قابل حل، اين نوع ماده ظهور در آمريکا کاملاً متداول است. اما در اروپا توجه کمي به آن نشان مي دهند، بصورت دانه هاي ريز فروخته مي شود. در حقيقت يک نوع نمک قابل حل در آب مي باشد و وقتي با آب حل شد رنگ حصيري مي گيرد.

اگر قطعه کار با مايع ظهور خيس شود و خشک گردد، سطح آن به سختي در نور عادي آشکار مي گردد. اين نوع ظهور محدود به فلورسنت مي باشد.

پاشش ماده ظهور به روشهاي گرد باد پودر خشک ، ايروسل يا پيستوله هاي بادي انجام مي گيرد.

5- بازرسي

1-انجام بازرسي :

قطعه کار بايد بمحض اعمال ماده ظهور بازرسي مي گردد. مخصوصاً اين عمل زماني که از مايع ظهور معلق در حلال استفاده ميشود ، ضروري است. مايع نافذ بعضي اوقات مي تواند سريعاً از يک شکاف خارج شده و سوراخ و عيوب هم جوار خود را مسدود سازد. بازرسي قطعاتي که در داخل کابينت ماده ظهور زده ميشوند و يا ماده ظهور آن آبي است، خيلي دشوار مي باشد. بهرحال بعنوان يک اصل زمان ظهور از صفر تا 30 دقيقه تغيير ميکند. بعضي بازرسان پيشنهاد مي کنند زمان ده دقيقه براي ظهور کافي است، اما نظر عمومي بين 20 تا 30 دقيقه است. که رعايت آن رضايت بخش مي باشد.

2-تميز کاري و محافظت بعد از آزمايش

اغلب لازم است باقي مانده مواد آزمايش از قطعه کار تميز شود . بهرحال در بعضي حالات وقتي که يک رنگ با کيفيت بالا براي سطح قطعه کار بکار مي رود طبيعي است سطح آن از مايع نافذ و باقي مانده ماده ظهور زدوده شود.

براي زدودن مايع نافذ بهتر آنست که اول يک ضخامت تري از پوشش مايع ظهور غيرآبي اعمال شود و وقتي خشک شد با برس نرم برس زده شود و بالاخره در داخل حلال زداينده و شوينده غوطه ور ساخته يا به آن پاشيده شده تا کاملاً خيس شود.

اگر قسمتهاي پيچيده اي مورد آزمايش قرار مي گيرد ، بايد با آب گرم مخلوط با حلال باقي مانده، مواد ظهور را پاک نمود. در قطعاتي که با روش فلورسنت آزمايش مي شوند، از پودر خشک بعنوان ظهور استفاده مي شود در آن صورت بايد با هوا تميز گردد. اين عمل تميزکاري با حلال سرد يا مايع داغ ضدگريس ممکن است دنبال گردد. يک نکته را به خاطر بسپاريم که زدودن جامدات با مايع و بخار ضد گريس دشوار است.

3-محافظت

وقتي بازرسي مايع نافذ کامل شد، سطح مورد آزمايش بطور ثابتي به آلودگي هاي خارجي آسيب پذير است. در حقيقت بسياري از آزمايشات ممکن است هزينه بالائي داشته باشند. محافظت حتي با روغن سبک ضد رطوبت از احتياطات به جائي است . در اين دفتر آموزشي روشهاي مناسب محافظت بررسي نمي گردد و ميدان عمل آن نيست. کافي است بگوئيم که محافظت با موادي که بکار مي بريم بايد سازگار باشد.

مزايا، محدوديت و دامنه کاربرد

با توجه به عدم نياز به سيستم هاي الکترونيک، فرآيند آزمون با مايعات نافذ ساده و تجهيزات آن نيز در مقايسه با ديگر روشها ارزانتر مي باشد. همچنين سازماندهي روشها و استــانداردهـــاي بازرسي براي محصولات و فرآورده هاي گوناگون معمولاً ساده تر از روشهاي پيشرفته تر است.

اين روش را ميتوان براي بازرسي تمام مواد، بجز مواد متخلخل، بکار گرفت و در برخي از موارد حساسيت آن از روش ذرات مغناطيسي هم بيشتر مي باشد. روش مايعات نافذ براي قطعات به هر شکل و اندازه مناسب بوده و براي بازرسي کيفيت محصولات نيمه ساخته و کامل شده و همچنين بازرسي جريان عادي قطعات در زمان کار نيز مناسب مي باشد. در اين حالت بازرسي ممکن است درجا و بدون نياز به پياده کردن سازه هاي پيچيده انجام شود و يا مشتمل بر بازرسي قطعات پياده شده غيرقابل دسترسي (پنهان) يک مجموعه، مثلاً قطعات موتور يک هواپيما در زمان تعمير اساسي باشد.

محدوديت واضح و اصلي روش مايعات نافذ اين است که تنها از عهده بازرسي عيوب سطحي بر مي آيد و عيوب زير سطحي را بايد با ديگر روشهاي غيرمخرب تشخيص داد. ديگر عوامل موثر در محدوديت دامنه عملکرد اين روش ناصافي سطح و متخلل بودن ماده است، بخصــوص تخــلخل مي تواند نشانه هائي را، که هريک از آنها مي توانند اشتباهاً يک نقص به حساب آيند، ايجاد نمايد.وديگر آنکه record دائمي ندارد.

[spow 44198]

تست ذرات مغناطیسی (MT):

 

از این روش می توان برای یافتن عیوب سطحی و یا نزدیک به سطح در قطعات فرومغناطیسی استفاده نمود. در این تکنیک تمام یا بخشی از قطعه مغناطیس شده و فلوی مغناطیسی از داخل قطعه عبور داده می شود. هر گاه عیبی در سطح یا نزدیکی سطح قطعه وجود داشته باشد باعث نشت فلوی مغناطیسی در قطعه می گردد و نتیجتا باعث به وجود آمدن دو قطب S,N می گردد. که با پاشیدن ذرات ریز فرومغناطیسی مانند اکسید آهن آغشته به مواد فلروسنت بر روی سطح قطعه می توان ترک را زیر نور ماوراء بنفش مشاهده نمود.

 

 

 

مغناطیس کردن به وسیله کابل (MAGNETIZATION by cable):

گاهی اوقات ابعاد قطعات به اندازه ای بزرگ است که امکان استفاده از کویل امکان پذیر نیست. وقتی این مسئله اتفاق می افتد یک سیم مسی عایق شده ( روپوش دار) را میتوان برای ایجاد میدان مغناطیسی در ماده استفاده کرد. در این روش سیم (کابل) را به دور قطعه می چرخانیم ( شبیه کویل ) تا یک میدان طولی در قطعه ایجاد شود.

 

استفاده از روش پراد (Use of prode method):

پراد وسیله ای است که با استفاده از عبور جریان از میله های مسی موجب ایجاد یک میدان مغناطیسی موضعی می شود . ( (Local magnetize

بطور کلی با روش پراد بیشترین قدرت آشکارسازی برای عیوب موازی خط جوش وجود دارد.

 

روش یوک (Yoke):

یوک قطعه ای است فلزی و U شکل با یک سیم پیچ پیچیده شده دور آن که جریان را از خود عبور می دهد. هنگامی که کویل حامل جریان شود در امتداد قطعه یوک ، یک میدان مغناطیسی طولی در قطعه تست ایجاد می شود. در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یوک میدان مغناطیسی خارجی می تواند ذرات آهن را به شدت جذب کند و جهت بررسی عیوب سطحی به کار می رود. اگر ذرات آهن در میدان میان دو قطب یوک اعمال شود. علائم عیوب سطحی را به آسانی می توان مشاهده نمود.

جریان متناوب یکی از مناسبترین جریانهای الکتریکی است که موارد مصرف روزمره دارد به همین دلیل از آن استفاده زیادی به منظور منبعی برای تست ذرات مغناطیسی می باشد.

 

 

 

ذرات (Particles ):

ذرات مورد استفاده در تست MT از موادی که به دقت از لحاظ مغناطیس شوندگی ، شکل و قابلیت نفوذپذیری انتخاب شده اند می باشند. این ذرات، مغناطیس باقی مانده را در خود نگه نمی دارند. این ذرات از براده های تراش کاری هم کوچکترند و در حقیقت این ذرات شبیه پودر می باشند . ذرات بر مبنای روشهای استفاده آنها به دو گروه خشک و تر طبقه بندی می شوند.

ذرات مغناطیسی توسط نشت میدان مغناطیسی جذب می شوند و تجمع ذرات در محل عیب و نشت میدان می توان موجب آشکار شدن علائم عیب شود .

در روش فلروسنت از لامپ UV ( ماوراء بنفش ) که دارای نور مرئی می باشند و به آن نور سیاه نیزگفته می شود استفاده می گردد. پس عملیات تست به وسیله روش فلروسنت در نور مرئی انجام پذیر نیست.

ذرات مغناطیسی باید دارای قابلیت نفوذپذیری زیاد باشند تا اطمینان از این که جذب این ذرات توسط میدانهای ضعیف هم صورت می گیرد حاصل شود و همچنین باید این ذرات قابلیت نگهداری کم داشته باشند تا مغناطیس باقیمانده در آن کم باشد و این مواد باید بلافاصله بعد از قطع میدان برطرف شوند البته اگر جذب نشتی میدان نشوند.

تست ذرات مغناطیسی شامل هفت مرحله اصلی می باشد که این مراحل به ترتیب شامل :

1- آماده سازی سطح قطعه

2- برقرار کردن یک میدان دایروی در قطعه

3- بازرسی برای علائم عیوب طولی

4- برقرار کردن یک میدان طولی در قطعه

5- بازرسی برای علائم حاصل از عیوب عرضی

6- مغناطیس زدایی

7- تمیز کردن کامل سطح قطعه از مواد تست

کاربرد : در صنایع لوله سازی ، خودرو ، فورجینگ ، هوافضا ، کشتی سازی ، بازرسی فنی و غیره و ...

[spow 44198]

استانداردهای جدید جوشکاری و آزمایش های غیر مخرب

 

 

استانداردهای ملی زیر توسط کمیته استاندارد و سیستم های کیفیت انجمن جوشکاری و آزمایش های غیرمخرب ایران تدوین و توسط سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران منتشر گردیده است.

 

جهت دریافت فایل استانداردهای مربوطه از لینک های ارائه شده استفاده فرمائید.

 

 

 

جوشکاری- اتصالات جوش قوسی آلومینیوم و آلیاژهای آن-سطوح کیفیت برای نواقص

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

 

آزمایش غیرمخرب- راهنمائی هایی برای سازمان آموزش دهنده کارکنان آزمایش غیرمخرب

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

 

جوشکاری- راهنمائی هایی برای سیستم گروه بندی مواد فلزی

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

 

جوشکاری- اتصالات جوش ذوبی فولاد،نیکل، تیتانیوم و آلیاژهای آنها(جوشکاری پرتوئی مستثنی شده است)-سطوح کیفیت برای نواقص

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

 

الزامات کیفیتی جوشکاری ذوبی مواد فلزی قسمت ششم:راهنمائی هایی برای استقرار استاندارد ایران ایزو 3834

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44198]

بازرسی جوش

 

قسمت اول

 

مقدمه

 

سازه های جوش داده شده نظیر سایر قطعات مهندسی به بازرسی در مراحل مختلف وساخت و همینطور در خاتمه ساخت نیاز دارند.

بازرسی جوش می تواند از انجام كار طبق دستورالعمل های توافق شده، به كارفرما اطمینان دهد.

برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندیهای طرح باید كلیه عوامل موثر در جوشكاری در مراحل مختلف اجرا مورد بررسی قرار گیرد.

 

مراحل بازرسی جوش

1 ـ بازرسی قبل از جوشكاری به منظور آماده كردن مقدمات كار جوشكاری است بطوریكه كه موجب بروز عیوب جوش را از بین برده و یا به حدود قابل قبولی تقلیل دهد.

بمصداق «پیشگیری موثرتر از درمان است» می توان گفت:

اعمال یك برنامه بازرسی جشمی مسئولانه می تواند از پیدایش 80 تا 90 درصد از عیوب معمول در جوشكاری جلوگیری كند.

 

 

این بازرسی شامل اقدامات زیر می باشد:

ــ اطلاع از كیفیت مورد نظر كار و شرایط بهره برداری از قطعات و مجموعه كار

ــ مطالعه دقیق نقشه ها و مشخصات فنی

ــ انتخاب استانداردهای اجرایی

ــ انتخاب و ارزیابی روش جوشكاری

ــ انتخاب مصالح

ــ بازرسی مصالح

ــ انتخاب مواد مصرفی

ــ بازرسی موادمصرفی

ــ طرح و تنظیم نحوه اجرای جوشكاری

ــ بررسی تجهیزات جوشكاری

ــ آزمون جوشكاری و اپراتورها

 

2 ـ بازرسی در موقع جوشكاری به منظور اجرای صحیح عملیات جوشكاری ساخت و نصب اطمینان از بكار بردن مصالح و مواد مصرفی درست و جلوگیری از تخلف ها ضروری است.

چند نمونه از این بازرسی موقع جوشكاری عبارتند از:

ـ بازرسی قطعا متصل شده و درزهای آماده جوشكاری

ـ بازرسی محل های جوش و سطوح مجاور به منظور اطمینان از تمیزی و عدم آلودگی با موادی كه اثرات زیانبخش بر جوش دارند.

ـ بازرسی سطوح برشكاری شده با شعله یا شیار زده شده بروش قوسی هوایی از نظر تضاریس ، پوسته، ترك و غیره.

ـ بازرسی ترتیب و توالی جوشكاری، استفاده از قیدها وگیره ها وسایر تمهیدات به منظور كنترل پیچیدگی ناشی از جوشكاری.

ـ بازرسی مواد مصرفی جوشكاری از نظر دارا بودن شرایط مطلوب و گرم و خشك كردن الكترودهای روپوش قلیائی طبق دستورالعمل های مصوبه.

ـ بررسی وضعیت جوشكاران و اپراتورهای جوشكاری از نظر داشتن مهارت و قبولی در آزمون مربوطه.

ـ بازرسی پیش گرم كردن و حفظ درجه حرارت بین پاسی در صورت لزوم .

 

3 ـ بازرسی بعد از جوشكاری به منظور درستی مجموعه ساخته شده یا نصب شده و كنترل كیفیت جوش انجام می شود.

چند نمونه از فعالیت های بازرسی بعد از جوشكاری عبارتند از:

ـ بازرسی چشمی از نظر وجود عیوب مرئی، ترك های سطحی( چه در جوش و جه در فلز مبنا)، بریدگی كناره، كندگی، سوختگی، تقعر یا تحدب زیاد نیمرخ جوش، نامساوی بودن ساق ها، گرده اضافی، پرنشدگی كامل، كندگی، نفوذ اضافی، موجدار بودن بیش از حد، چاله انتهای جوش، گره قطع و وصل قوس و غیره.

ـ بازرسی تغییر شكل های ناشی از جوشكاری ( انقباض موضعی، خیز ، خم شدگی، تابیدگی، چرخش ،كمانش، موجدار شدن و غیره) شكستگی محور، به هم خوردگی زاویه ها و غیره.

ـ بازرسی ابعاد جوش و قطعه جوشكاری شده

ــ بازرسی تنش زدائی و سختی پس از تنش زدائی

ــ بازرسی های غیر مخرب ( پرتونگاری، امواج فراصوتی، عیب یابی ذره مغناطیسی، مایع نافذ، جریان گردابی و غیره) .

 

4 ـ ارزیابی كیفیت جوش بایستی در هر سه مرحله بازرسی قبل زا جوشكاری، بازرسی در موقع جوشكاری و بازرسی بعد از جوشكاری صورت پذیرد. جوش انجام شده و قطعه جوش داده شده بایستی با استانداردهای مطلوب كیفیت مطابقت داشته باشند. ارزیابی كیفیت جوشكاری بعهده بازرس است.

برای ارزیابی كیفیت جوشكاری، لازم است استاندارد پذیرش یا معیار پذیرش جوش مشخص باشد و نوع آزمایش غیر مخرب و میزان آزمایش ( صد در صد تصادفی و غیره) تعیین شود. بازرس بایستی نتایج آزمایش ها و بازرسی های انجام شده را تجزیه و تحلیل نماید.

 

5 ـ پذیرش جوش در هر سه مرحله بازرسی از اهمین ویژه ای برخوردار است. در واقع پذیرش جوش پس از مقایسه كیفیت جوش حاصل با كیفیت مطلوب انجام می شود. پذیرش باید قطعی و غیر مبهم باشد. برای پذیرش باید گواهینامه صادر شود یا فرم مربوطه تنظیم و امضاء گردد.

6 ـ تهیه گزارش برای مراحل مختلف بازرسی و كلیه آزمایش های انجام شده، ضروری است.

گزارش نتایج آزمایش ها و بازرسی های انجام شده بایستی بصورت مرتب و مشخص و جداگانه تهیه و تنظیم شود. برای كارهای بازرسی تهیه گزارش خوب كه كار ارزیابی و پذیرش نهایی را تسهیل نماید. اعتبار ویژه ای دارد

[spow 44198]

بازرسی جوش

 

قسمت دوم

 

وظایف بازرس جوش

مسئولیت ایجاب می كند كه بازرس جوش دارای شخصیت حرفه ای با توانایی و شعور خوب باشد، بازرس جوش ممكن است با كارخانجات متعدد ساخت و كارگاه های متعددی سرو كار داشته باشد كه بایستی در همه موارد ساعات كار و مقررات كاری و سازمان های مربوطه را رعایت نماید.

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

هیچگاه بازرس نبایستی خود را مستحق امتیازات ویژه بداند.

بازرس بایستی در مورد كارگاه ساخت بی طرف باشد، بی معطلی تصمیم بگیرد، بدون آنكه تحت تاثیر نظر دیگران واقع شود و با اتكاؤ به حقایق تصمیم بگیرد و با عقاید مختلف، تصمیم قبلی خود را به آسانی عوض نكند.

چند نمونه از وظایف بازرس جوش عبارتند از:

ـ تفسیر نقشه های جوشكاری و مشخصات.

ـ بررسی سفارش خرید به منظور حصول اطمینان از درستی تعیین مواد جوشكاری و مواد مصرفی.

ـ بررسی و شناسایی مواد دریافت شده طبق سفارش خرید.

ـ برسی تركیب شیمیایی و خواص مكانیكی از روی گزارش نورد طبق نیازمندیهای معین شده.

ـ بررسی فلز مبنا از نظر عیوب و انرحافات مجاز.

ـ بررسی نحوه انبار كردن فلز پركننده و دیگر عوامل مصرفی.

ـ بررسی تجهیزات مورد استفاده.

ـ بررسی آماده سازی اتصال جوش .

ـ بررسی بكار گرفتن دستورالعمل جوشكاری تایید شده.

ـ بررسی ارزیابی صلاحیت جوشكاران و اپراتورهای جوشكاری.

ـ انتخاب نمونه های آزمایش تولیدی.

ـ ارزیابی نتایج آزمایشات.

ـ نگهداری سوابق.

ـ تهیه و تنظیم گزارش.

 

دسته بندی بازرسان جوش

بازرسان جوش را به دسته های ذیل می توان تقسیم بندی نمود:

ـ بازرس كد

ـ بازرس نماینده دولت

ـ بازرس خریدار، مشتری، یا كارفرما

ـ بازرس كارخانه ، سازنده یا پیمانكار

ـ بازرس نماینده مهندس معمار

ـ بازرس یا متخصص آزمایش های مخرب

ـ بازرس یا متخصص آزمایش های غیرمخرب

گر چه وظایف بازرس داخلی و خارجی ( بازرس انتخاب شده از داخل سازمان یا خارج از سازمان) ممكن است با یكدیگر متفاوت باشد ولی در اینجا فقط به ذكر بازرس اكتفا می شود.

مطالبی كه در اینجا عرضه می شود گاهی ممكن است به همه دسته بندی های فوق اتلاق شود یا فقط به یك یا چند تا از دسته بندی های فوق محدود گردد.

در همه حالات فرض بر آن است كه بازرس صلاحیت های لازم را داشته و قادر است نوع سازه مورد نظر را كه به او محول شده است، بازرسی نماید.

[spow 44198]

آزمون مایع نافذ (رنگ نافذ یا فلورسنت): Liquid Penetrant Inspection(PT)

اصول :

 

ترکهای سطحی و منافذی که با چشم عادی قابل رویت نمی باشند بوسیله آزمون مایع نافذ شناسایی میشوند.این روش در شناسایی منافذ جوش کاربرد فراوانی دارد .قابل ذکر است که فولادهای آستنیتیک و فلزات غیر آهنی که از روش ذرات مغناطیسی (MT) نمیتوان آنها را تست نمود از روش مایع نافذ ارزیابی میشوند.

 

آزمون مایع نافذ را به دو طریق ، با استفاده از رنگ مرئی و فلورسنت میتوان انجام داد.بدین صورت که ابتدا سطح قطعه مورد نظر را تمیز و خشک مینماییم (سطح باید عاری از هرگونه شی خارجی مثل براده ها باشد تا مایع نافذ بخوبی داخل ترکها نفوذ نماید.)

 

سپس بوسیله مایع نافذ(penetrant) سطح موردنظر را می پوشانیم که میتوان این عمل را با اسپری نمودن نافذ و یا غوطه ور ساختن قطعه درون نافذ انجام داد.بر اثر خاصیت مویینگی نافذ به درون ترکها نفوذ میکند و برای اینکه از نفوذ آن اطمینان حاصل نماییم مدتی را صبر کرده(حدود 30 دقیقه) و سپس ماده نافذ اضافی را از روی سطح پاک میکنیم.

 

ظاهر کننده (Developer) که پودر سفید رنگی میباشد را روی سطح فوق اسپری میکنیم . ظاهر کننده باعث میشود مایع نافذ از ترکها بیرون کشیده شود و درنتیجه رنگ بر روی سطح پس میزند.

 

سپس بوسیله بازرسی چشمی تحت نور سفید (در صورت استفاده از رنگ مرئی) و یا نور ماورابنفش (در صورت استفاده از رنگ فلورسنتی) نشانه های رنگی ایجاد شده را مشاهده نموده و محل عیوب و ترکها مشخص میگردد.

 

 

 

استفاده های عمومی:

 

شناسایی و تشخیص محل عیوب سطحی در مواد بدون خلل و فرج

 

PT

 

کاربردها:

 

شناسایی ترک و منفذ در جوش

 

شناسایی عیوب سطحی در ریخته گری

 

شناسایی ترک ناشی از خستگی در اجسام تحت تنش

 

 

محدودیتها:

 

جسم باید تقریبا سطح غیر متخلخل و صافی داشته باشد.

 

 

 

زمان تخمینی جهت ارزیابی:

 

کمتر از یک ساعت

[spow 44198]

بازرسي فني تلمبه هاي گريز از مركز

 

دستورالعملها و رويه هاي اجرايي جزو اركان اساسي نظامهاي مديريت كيفيت ميباشند. اهميت اين دستورالعملها در زمينه فعاليتهاي بازرسي فني و كنترل كيفي بدليل ماهيت فرآيند و تاثير آن در تصميم گيري هاي اساسي، دو چندان است. تدوين دستورالعملهاي مناسب براي فعاليت هاي بازرسي علاوه بر استانداردسازي و اطمينان از اجراي كامل و صحيح عمليات، احتمال خطا و اختلاف در نتايج حاصل از اجراي عمليات توسط كاربران مختلف را تا حد چشمگيري كاهش ميدهد. لذا شركتهايي كه فعاليت آنها در زمينه بازرسي فني و كنترل كيفي ميباشد بايد نسبت به تدوين دستورالعملهاي مناسب و جاري نمودن آنها اقدام نمايند.

1- موارد عمومي

1-1- مقدمه

اين دستورالعمل همراه با فهرست آزمونها و بازرسيهاي مندرج در جداول آن نحوه انجام بازرسي و آزمونهاي لازم در ساخت تلمبه هاي گريز از مركز را تشريح ميكند.

 

 

1-2- منابع

منابع استفاده شده جهت تدوين اين دستورالعمل عبارتند از:

1) API Standard 610

Centrifugal Pumps for General Refinery Service.

 

2) API Guide For Inspection of Refinery Equipment

Chapter X – Pumps, Compressors & Blowers, & Their Drivers.

 

3) ASME – Section IX

Welding & Brazing Qualifications.

 

4) JIS B 8301

Testing Methods for Centrifugal Pumps, Mixed Flow Pumps & Axial Flow Pumps.

 

 

1-3- فهرست موارد بازرسي

موارد بازرسي و آزمون، نقاط ايست (Hold Point) و نقاط شاهد (Witness Point) بازرسي و شرح گواهينامه آزمون/بازرسي لازم همراه با نتايج حاصل از آزمون ها بايد بر اساس جدول 2 انجام گيرد، مگر آنكه به شكل ديگري توافق شده باشد.

 

 

1-4- فرم گزارش/گواهي بازرسي

فرم گزارش/گواهي بازرسي ميتواند بر اساس استاندارد سازنده و شامل نتايج كليه آزمونها و بازرسيهاي اساسي بوده و در فرمهاي سازنده ثبت گردد.

 

 

2- آماده سازي جهت بازرسي و آزمون

2-1- سازنده بايد نتايج بازرسيهاي كارگاهي خود را بهمراه دستورالعمل آزمونها در اختيار خريدار قرار دهد بطوريكه تمام نقطه نظرات مشخص شده توسط خريدار روشن گردد.

 

 

2-2- قبل از هرگونه آزمون بازرسي، سازنده بايد آزمونهاي اوليه را انجام داده و قبل از رسيدن بازرس خريدار كليه بررسيهاي مكانيكي را اجرا نمايد.

 

 

3- بازرسي مواد

3-1- كليات

تمام قطعات تلمبه بايد بر اساس استاندارد مبنا و يا توافق شده در برگ سفارش خريد، از مواد مناسب جهت شرايط كاري تهيه شده باشند.

 

 

3-2- گواهينامه مواد

بازرسي مواد بايد بصورت بررسي گواهينامه مواد قطعات زير توسط خريدار انجام گيرد، مگر اينكه غير از آن در توافقنامه ذكر شده باشد.

 

* پوسته

* پروانه

* شافت

 

در صورت درخواست خريدار، سازنده بايد گواهينامه هاي عمليات حرارتي و تصاوير راديو گرافي را جهت بررسي خريدار تا 5 سال نزد خود بايگاني نمايد.

 

3-3- بازرسي جوش

در مواردي كه جوشكاري روي تجهيز انجام گيرد، سازنده بايد دستورالعمل جوش (WPS) ، تاييديه دستورالعمل (PQR) و گواهينامه جوشكار را در اختيار بازرس خريدار قرار دهد. دستورالعمل جوش و روشهاي بازرسي از آن بايد بر اساس استاندارد ASME, Div. 1, Sec 8,9 انجام گيرد.

 

 

4- بررسيهاي غير مخرب (NDT)

اگر آزمونهاي غير مخرب بر روي جوشها در توافقنامه درج شده باشد، بازرسي بايد بر اساس دستورالعمل مورد توافق انجام گيرد. در غير اينصورت آزمونهاي لازم بايد بر اساس مواد مندرج در استاندارد ASME, Div. 1, Sec 8 تعيين شده و بر اساس ASME Sec.V اجرا گردند.

 

 

5- آزمون هيدروستاتيك

1- قطعات تحت فشار نبايد قبل از اتمام بازرسيهاي لازم، رنگ آميزي شوند.

2- تمام محفظه هاي تحت فشار بايد توسط آب در حداقل فشاري برابر 1.5 برابر حداكثر فشار كاري، تحت آزمون هيدروستاتيك قرار گيرند.

3- مجراهاي خنك كننده (Cooling Passages) و پوسته (jacket) بيرينگها، محفظه هاي آب بندي (Stuffing Box)، مقرها (Pedestals)، خنك كننده روغن (Oil Cooler) و ... بايد با فشاري حداقل برابر با 975KPa gage تحت آزمون قرار گيرد.

4- آزمون ها بايد بر اساس استاندارد مورد استفاده براي مدت زمان كافي اعمال گردند تا قطعات تحت فشار بطور كامل كنترل شوند.

 

 

6- آزمون بالانس و حد ارتعاش

1- محور و قطعات دوار بايد بر اساس شرايط بندهاي 5.2.4.2 / 2.8.4 از استاندارد API 610 تا حد مجاز مشخص شده در استاندارد مذكور بالانس گردد.

2- در حين عملكرد تلمبه در حداكثر سرعت و يا هر سرعت ديگري، ارتعاش دو دامنه اندازه گيري شده در هر صفحه از شافت مجاور محل بيرينگها نبايد از مقادير مشخص شده در جدول زير بيشتر باشد.

 

 

جدول 1- حداكثر ارتعاش مجاز شافت در سرعتهاي مختلف

Double Amplitude (µm)

Rated Speed (rpm)

76 تا 1000

64 از 1000 تا 4000

51 از 4000 تا 6000

38 بالاتر از 6000

 

 

در مواردي كه امكان اندازه گيري ارتعاش بر روي شافت وجود نداشته باشد، بايد كل دامنه ارتعاش را در هر دو بيرينگ در محل بيرينگها اندازه گيري كرد كه مقدار آن نبايد بيشتر از 50% مقادير ذكر شده در جدول فوق باشد.

 

7- بازرسي عيني و ابعادي

1- نقشه هاي ابعادي با تلورانسهاي مجاز بايد همراه مدارك ديگر به بازرس خريدار تحويل گردد.

2- كليه ابعاد اساسي و ويژگيهاي قطعات مونتاژ شده بايد در حضور بازرس خريدار بررسي شود.

3- تلورانس هاي ابعادي بايد در محدوده مجاز مشخص شده در استاندارد مورد استفاده باشد.

4- قطعات ريخته گري بايد سالم و عاري از تخلخل، ترك گرم، حفره انقباضي، حفره هاي گازي، تركها، پوسته شدن، تورم و عيوب ديگر باشد. سطوح اين قطعات بايد بوسيله پاشش ماسه، ساچمه زني، تميز كاري شيميايي و يا روشهاي ديگر آماده سازي شود.

 

 

8- آزمون كارآيي (Performance Test)

1- در صورت نياز به آزمون كارآيي، سازنده بايد تلمبه را طبق شرايط استاندارد API 610, Sec. 4.3.3 و يا طبق دستورالعمل مورد توافق راه اندازي نمايد. ضمنا در صورت تقاضاي خريدار كليه آزمونهاي مندرج در بند 4.3.4 استاندارد API 610 بايد انجام گيرد.

2- خصوصيات تلمبه در حين عملكرد در سرعت مشخص و ظرفيت مجاز (Rated Capacity) بايد در محدوده مجاز مشخص شده توسط استاندارد و يا توافقنامه قرار داشته باشد.

3- ميزان ارتعاش بايد در سرعت مشخص شده و 10 ± درصد ظرفيت مجاز اندازه گيري شود. مقادير بدست آمده نبايد از مقادير مشخص شده در جدول 1 تجاوز كند.

4- آزمون NPSH در صورت تقاضاي خريدار بايد انجام گيرد.

5- در صورت نياز به پياده سازي تلمبه و انجام اصلاحات مكانيكي جهت برطرف نمودن نواقص احتمالي، بايد بار ديگر آزمون كارآيي انجام گيرد.

 

 

9- آزمون كاركرد مكانيكي (Mechanical Running Test)

1- كاركرد مكانيكي تلمبه در صورت درخواست خريدار بايد آزمايش گردد. سازنده بايد تلمبه را در كارگاه خود براي مدت زمان كافي (يك ساعت و يا زمان لازم جهت افزايش و تثبيت دماي بيرينگها) در سرعت مشخص شده راه اندازي نمايد تا كارآيي مكانيكي تلمبه تائيد گردد.

2- مواردي كه بايد در اين آزمون بررسي گردد عبارتند از:

الف- افزايش دماي بيرينگها

ب‌- آزمون شدت صوت (Sound-Level Test)

3- تلمبه هاي 3 مرحله اي و بيشتر بايد پس از انجام آزمون عملكرد مكانيكي و بازرسي، پياده سازي شده و تمام سطوح اجزا داخلي با ضد زنگ مناسب پوشش داده شوند.

 

 

10-موارد ديگر

10-1- بازرسي رنگ و ضدزنگ

آماده سازي و رنگ آميزي بايد بر اساس شرايط مندرج در بند 4.4 از استاندارد

API 610 صورت گيرد. كليه محفظه هاي تلمبه بعد از اتمام آزمون ها و بازرسي بايد كاملا تخليه و خشك شده و توسط ضد زنگ مناسبي پوشش داده شوند.

در مورد رنگ آميزي و اعمال ضد زنگ، بجز حالتي كه در توافقنامه ذكر شده باشد، نكات زير بايد توسط بازرس خريدار بعد از ساخت تلمبه مورد بررسي و تائيد قرار گيرد:

الف - نام تجاري رنگ و ضد زنگ اعمال شده

ب- آماده سازي سطح (بررسي مدارك ثبت شده)

ت- ميانگين ضخامت لايه پوشش در مواردي كه بطور خاص مورد نياز باشد.

ث- فام رنگ

ج- ظاهر پوشش

در صورتيكه در قسمتهاي حاوي روغن نياز به اعمال پوشش جهت جلوگيري از زنگ زدگي باشد، بايد از پوششهاي مناسب حل شونده در روغن مورد استفاده، بهره برد.

 

10-2- بازرسي بسته بندي

هر تلمبه بايد بصورت كامل مونتاژ شده و تحويل گردد مگر اينكه محدوديت ابعادي و ساختاري مانع گردد كه در اينصورت سازنده بايد يك كارشناس مونتاژ را بصورت رايگان جهت مونتاژ تلمبه ارسال دارد. ساير موارد بسته بندي بايد بر اساس شرايط مندرج در بند 4.4 از استاندارد API 610 صورت گيرد

كليه فلنجها بايد توسط درپوش مناسب بسته شوند. همجنين كليه مجاري رزوه دار بايد توسط سرپوش فلزي از جنسي سازگار با جنس پوسته تلمبه بسته شوند.

 

در مورد بسته بندي تلمبه موارد زير بايد بازرسي گردد:

الف- نگهدارنده ها و حفاظ ها

ب- نوع بسته بندي

ت- محافظت در برابر آب و رطوبت

ث- اجزا درون بسته بندي

ج- علامت مخصوص حمل و نقل

يك نسخه از دستورالعمل نصب سازنده بايد بهمراه تلمبه تحويل داده شود.

 

 

جدول 2- دامنه بازرسي فني تلمبه هاي گريز از مركز

 

 

W: نقاط شاهد (Witnessed Point) مرحله اي كه عمليات تا تاريخي كه جهت حضور بازرس تعيين گرديده، متوقف و پس از آن عمليات ادامه ميابد.

H: نقطه توقف (Hold Point) مرحله اي از كار كه تا حضور بازرس و تاييد كار ادامه عمليات متوقف ميشود

P: مدارك مورد نياز بايد در اختيار خريدار قرار گيرد.

V: مدارك مورد نياز بايد توسط فروشنده نگهداري شود.

M: مدارك مورد نياز بايد توسط سازنده نگهداري شود.

R: بازبيني و بررسي مدارك و مستندات

[spow 44198]

مواد سرامیکی پیزوالکتریک یا پیزوسرامیک ها که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی و بالعکس تبدیل می کنند به عنوان اجزاء اصلی سنسورهای با دقت بالا و پروبهای التراسونیک به کار برده می شوند، سنسورها و پروبهای مذکور در مانیتورینگ تجهیزات غیر قابل دسترس یا تجهیزاتی که نزدیک شدن به آنها خطرناک است و همچنین در مواردیکه آزمایش های غیر مخرب مورد نیاز باشد، بکار می رود. به عنوان مثال از این تجهیزات می توان در ارزیابی جوش لوله های نیروگاهها بدون خواباندن واحد استفاده کرد، با اینحال استفاده صنعتی از سنسورهای موجود تجاری محدودیت دارد و بالاتر از 600?C قابل استفاده نمی باشند. همچنین باید با فاصله مورد استفاده قرار گیرند که این خود دقت اندازه گیری را کاهش می دهد.

اخیرا پروژه ای با هدف شناسایی ماده پیزوالکتریک جدیدی با قابلیت کاربرد در دماهای بالا تا 800?C آغاز شده است تا روش های قابل اعتماد و مقرون به صرفه ای برای تولید تجاری آنها بدست آید. یکی از کاربردهای دمای بالای پیش بینی شده، مانیتورینگ ضخامت دیواره و ایجاد ترک در لوله های ناقل محیط سوپرهیت می باشد.

قبلا تنها ماده پیزوالکتریک شناخته شده ائی که می توانست در محدوده دمایی مورد نظر عمل کند، تک کریستال سرامیک هایی مثل تورمالین بود، با اینحال این مواد حساسیت کم و کیفیت های متنوع داشتند. مجریان پروژه به عنوان نقطه شروع، سرامیک هایی مبتنی بر نیوبات لیتیم ( Li Nbo3 ) را درنظر گرفتند که دمای کوری (دمایی که خواص پیزوالکتریک از بین می رود) آنها بالا باشد. دمای کوری تک کریستال نیوبات لیتیم در حدود 1100?C است اما در 600?C شروع به از دست دادن اکسیژن می کند که در نتیجه آنرا غیر قابل استفاده می سازد.

با فرض اینکه جایگزینی لیتیم با عنصری دیگر از کاهش اکسیژن جلوگیری می کند سدیم به عنوان جانشین لیتیم انتخاب و تحقیقات برروی خانواده ( Li(1-x) Na(x) Nbo3 ) با درصد اتمی سدیم صفر تا 25 متمرکز شد. مشکل در اینجا بود که هر چقدر درصد بیشتری سدیم جایگزین لیتیم می شد، دمای کوری بیشتر کاهش می یافت. همچنین آشکار شد که روش و شرایط ساخت نقش مهمی در تعیین ویژگیهای سرامیک نهایی دارد. دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی مختلف اروپایی روشهای مختلف ساخت را مورد تحقیق قرار دادند تا در نهایت تحقیقات منجر به شناسایی موفقیت آمیز یک ماده پلی کریستال شد که می تواند در 800?C بدون از دست دادن اکسیژن کار کند و تولید آن اقتصادی باشد.

جهت کاربرد صنعتی پیزوسرامیک جدید بایستی اجزاء دیگر سنسورها نیز اصلاح می شد تا با دماهای بالا سازگار باشد. برای این منظور شریک فرانسوی پروژه یک ماده الکترود خمیر پلاتین ساخت . علاوه بر سازگاری با پیزوالکتریک جدید، این خمیر چسبندگی و هدایت عالی دارد و یکی از مواد الکترود معدود عاری از کادمیم است که در دسترس می باشد. شریک آلمانی نیز یک پروب دمای بالا عرضه کرد که شامل موادی می شود که در طول برنامه تحقیقات، توسعه یافته اند. این پروبها که برای آزمایش غیر مخرب لوله ها و ورق های خیلی داغ طراحی شده اند یک سیگنال با فرکانس معین منتشر می کند و در اثر تغییرات پاسخ آکوستیک، ترک ها را تشخیص می دهد. این اختراع در مراحل ثبت و اخذ Patent می باشد.

 

منبع : سایت خبری Cordis

آدرس :http://www.cordis.lu/

[spow 44198]

بازرسی چشمی(VT)

 

بازرسی چشمی

 

 

 

در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود.اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد.

 

بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

 

آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.

 

کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.

 

میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.

 

 

 

قبل از جوشکاری. قبل از جوشکاری ،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:

 

 

 

1. مرور طراحی ها و مشخصات Wps

 

2. چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR

 

3. بنانهادن نقاط تست

 

4. نصب نقشه ای برای ثبت نتایج

 

5. مرور مواد مورد استفاده

 

6. چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه

 

7. چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش

 

8. چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز

 

 

 

اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.

 

 

 

نقاط نگهداری.

 

باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت را دارد.

 

 

 

روشهای جوشکاری. مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.

 

 

 

موادپایه. قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.

 

مونتاژ اتصالات. برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

 

1. زاویة شیار (Groove angle)

 

2. دهانه ریشه (Root opening)

 

3. ترازبندی اتصال (Joint alignment)

 

4. پشت بند (Backing)

 

5. الکترودهای مصرفی (Consumable insert)

 

6. تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)

 

7. خال جوش ها (Tack welds)

 

8. پیش گرم کردن (Preheat)

 

هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.

 

حین جوشکاری. در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:

 

(1) کیفیت پاس ریشه جوش() weld root bead

 

(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم

 

(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی

 

(4) توالی پاسهای جوش

 

(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم

 

(6) تمیز نمودن بین پاسها

 

(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.

[spow 44198]

هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.

 

 

 

پاس ریشه جوش. شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد...

 

در نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag) و دیگر بی نظمی ها توسط تراشه برداری(chipping)،رویه برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding) می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد.

 

 

 

پیش گرمی و دماهای بین پاس. پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage) سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.

 

 

 

آزمایش بین لایه ای . برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند.

 

در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.

 

 

 

بعد از جوشکاری. بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:

 

(1) ظاهر جوش بوجود آمده

 

(2) اندازه جوش بوجود آمده

 

(3) طول جوش

 

(4) صحت ابعادی

 

(5) میزان تغییر شکل

 

(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری

 

هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.

 

 

 

ناپیوستگی ها . بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:

 

(1) تخلخل

 

(2) ذوب ناقص

 

(3) نفوذ ناقص در درز

 

(4) بریدگی(سوختگی) کناره جوش

 

(5) رویهم افتادگی

 

(6) ترکها

 

(7) ناخالصی های سرباره

 

(8) گرده جوش اضافی(بیش از حد)

 

 

 

در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود.

 

برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (Cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد.

 

وجود سوختگی کناره (Undercut)،رویهم افتادگی(Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.

 

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.

 

در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.

 

 

 

عملیات حرارتی بعد از جوشکاری. به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.

 

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.

 

 

 

آزمایش ابعاد پایانی. اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.

 

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.

[spow 44198]

ضرورت تست جوش

 

ضرورت تست جوش

 

با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخیر(80-1370)از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید.در نیمه دوم این دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ایرن به ناگهان همانند قارچ سر از زمین برآورد.گسیل سرمایه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبدیل ساخت سرپناه به یک ماشین سرمایه گذاری جهت سودهای کلان باعث گردید تا رعایت اصول فنی و ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی بسیاری از صاحبکاران عملا مورد توجه قرار نگیرد.از طرف دیگر حجم عظیم ساخت و ساز نیروی انسانی زیادی اعم از مهندس و تکنسین و جوشکارماهر احتیاج داشت که دراثر کمبود نیروهای متخصص و یا عدم کنترل پروژه ها توسط افراد متخصص راه برای ورود افراد غیرمتخصص به این جرگه هموارگردید.تمامی این مسایل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادی آنچنان که باید از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد.تخریب کلی ساختمانهای فولادی در زلزله منجیل موید پایین بودن کیفیت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از میان تمامی عوامل دخیل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساییهای بیشتری برخوردارند. علل اصلی پایین بودن کیفیت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان به صورت زیر بیان نمود :

 

1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها

 

2- کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان

 

3- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور

 

4- عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها

 

در بسیاری از موارد طرز اجرای متداول جوش باجزییات ارایه شده در آیین نامه تطابق ندارد.این موارد ناشی از موارد متعددی است که از میان آنها به موارد زیر می توان اشاره کرد:

 

الف) آشنا نبودن مهندسین سازه به مسایل اجرایی و در نتیجه ارایه نقشه ها وجزییات غیرقابل اجرا

 

ب) گران تر بودن هزینه اجرای جزییات آیین نامه نسبت به روش سنتی اجرا

 

پ)آگاه نبودن کارفرما و یا مهندس مجری طرح به جزییات آیین نامه و عدم توانایی در تمیز دادن حالات مختلف از یکدیگر

 

بعد از اجباری شدن آیین نامه2800(1368) اهمیت وجود سیستم مقاوم در برابر زلزله از یک طرف و محدودیتهای معماری برای استفاده از سیستم مهاربندی از طرف دیگر باعث استفاده روزافزون از سیستم قاب خمشی در جهت عرضی ساختمانها شد.در این سیستم اتصال تیر به ستون از نوع گیردار بوده یعنی باید توانایی انتقال برش و لنگراز تیر به ستون وجود داشته باشد.در این نوع اتصالات از ورقهای بالاسری و زیرسری که در محل اتصال به ستون برای ایجاد جوش نفوذی کامل خورده است استفاده می شود. اما از آنجاییکه متاسفانه عملیات جوشکاری در محل کارگاههای ساختمانی و نه در محل کارخانه صورت می گیرد کنترل کیفیت جوش بخصوص در هنگام مونتاژ درارتفاع زیاد از سطح زمین حتی به صورت عینی(Visual) امکان پذیر نمی باشد. همچنین معمولا در محل اتصال ورق به ستون به جای جوش نفوذی از جوش گوشه استفاده می شود در نتیجه هنگام زلزله این نقاط علاوه بر تحمل نیروی کمتر در حالت تردشکن گیسخته خواهد شد. زمانی که در یک عضو فشاری ازدومقطع در کنار یکدیگر استفاده می شود باید هم پایداری کل عضوبه عنوان یک المان و هم پایداری تک تک مقاطع کنترل شود تاخیچکدان تحت تاثیر نیروی فشاری به طور جداگانه دچار کمانش نشوند.برای این منظور این مقاطع باید در فواصل مشخص به یکدیگر متصل شوند تاطول آزاد آنها کاهش یابد. بسیاری از اوقات بادبندهای دوبل در طول خود به یکدیگر وصل نمی شوند و در نتیجه دومقطع بایکدیگر عمل نمیکنند و بار بحرانی عضو کمتر از مقداری است که مهندس سازه در محاسبات خود منظور نموده است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله بین جوش دومقطع در ستونهای ترکیبی را مقرر نموده است.اما در موارد زیادی مشاهده می شود که فاصله بین جوش ستونها بیشتراز این مقدار می باشد.

[spow 44198]

خطاهاي جوشكاري اتصالات در ساختمانهاي فولادي

 

خطاهاي جوشكاري اتصالات در ساختمانهاي فولادي

 

سيد مهدي زهرائي

 

استاديار گروه عمران دانشكده فني دانشگاه تهران

 

و مدير بخش مهندسي سازه مركز تحقيقات ساختمان و مسكن

 

 

 

 

 

چكيده

 

با و جود تجربه تلفات و خسارات سنگين زلزله هاي اخير مانند زلزله هاي منجيل و بم ، احتمال وقوع زمين لرزه هاي بزرگ در بيشتر مناطق پر جمعيت كشور و نياز جدي به اعمال كنترل كيفي در طراحي و اجراي ساختمانها ، هنوز توجه كافي به ساخت و ساز صحيح نشده است . مشكل اصلي آسيب پذير ي لرزه اي ساختمانها، كم توجهي

 

به دانش فني و دستور العملهاي آيين نامه هاي موجود در مراحل اجرايي ساختمانها مي باشد . بيشتر ساختمانهاي كوچك مسكوني فاقد محاسبات سازه اي و جزئيات اجرايي لازم بوده و با نظارت صحيح مهندسين ساختماني كه دانش فني لازم را دارند ساخته ن مي شوند و احداث آنها توسط پيمانكاران غير حرفه اي و فاقد صلاحيت لازم

 

انجام مي گيرد.

 

ساختمانهاي فولادي بخش قابل توجهي از ساخت و ساز در ايران را تشكيل مي دهدو سهم بزرگي از مشكلات اجرايي آنها به خطاها و ضعفهاي متنوع جوشكاري بر مي گردد. جوشكاري به عنوان مهمتري ن مسئله اتصالات در اجراي يك ساختمان فلزي بايستي مورد توجه قرار گيرد و روشهاي مختلف كنترل كيفيت جوش دراين خصوص بكار گرفته شود . در اين مقاله، ضمن مروري بر خطاها و عيبهاي معمول جوشكاري در اجراي ساختمانهاي فولادي، به اختصار روشهاي بازرسي و كنترل كيفيت جوش به م نظور ترويج فرهنگ صحيح جوشكاري ارائه ميگردد.

 

 

 

كليد واژه ها: ساختمان فولادي، جوشكاري، معايب جوش، كنترل كيفيت جوش.

 

 

 

١- مقدمه

 

با وجود تجربه تلفات و خسارات سنگين زلزله هاي اخير مانند زلزله هاي منجيل و بم (تصوير ١)، احتمال جدي وقوع زمين لرزه هاي بزرگ در بيش تر مناطق پر جمعيت كشور و نياز جدي به اعمال كنترل كيفي در طراحي و اجراي ساختمانها ، متاسفانه هنوز توجه كافي به ساخت و ساز صحيح نشده است . از نظر علم مهندسي زلزله، در حال حاضر ساخت بناهاي مقاوم در برابر زلزله امكان پذير است ، ليكن عم ً لا به دليل يكسري مشكلات اجر ائي رسيدن به ساختمانهاي مقاوم تضمين نمي گردد [ ١و ٢ ].

 

 

 

 

 

مشكل اصلي آسيب پذيري لرزه اي ساختمانها حتي نمونه هاي جديد الاحداث در ايران، عدم استفاده صحيح از دانش فني در مراحل طراحي و اجرا مي باشد. دستورالعملهاي اتصالات جوشكاري شده و ضوابط طراحي ساختمانهاي فولادي، گاهي در طراحي و اجرا سهل انگاري مي شود. لذا بايستي سطح معلومات فني اين افراد افزايش يافته و نيز مكانيزمي براي اعمال قاطعيت اجرايي و كنترل امر در نظرگرفته شود و البته طوري كه حقوق مهندس ناظر حفظ شده و مسئوليتها به درستي تقسيم گردد[ ١ ].

 

ساختمانهاي فولادي بخش قابل توجهي از ساخت و ساز در ايران را تشكيل م يدهند و يكي از مهمترين موضوعات درهر ساختمان فولادي، كنترل جوشكاري آن ميباشد (تصاوير ٢ و ٣).اهميت اين امر در زلزله هاي .( اخير نشان داده شده است كه خسارات اساسي پس از بريدن جوش اتصال عضو ساز هاي پديد م يآيد(شكل ٤ )

 

 

 

 

 

 

 

جوشها درهمه بخشها بايستي منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش (شكل ٥) و كنترل كيفيت لازم بررسي گردد. در استاندارد ٢٨٠٠ ، آزمايشات اولتراسونيك و راديوگرافي براي كنترل اتصالات جوشي قابهاي خمشي ويژه اجباري شده است[ ٣] كه البته بسته به تشخيص مهندس ناظر در ساير حالات حتي در ساختمانهاي معمولي نيز بايد انجام گردد. در اين مقاله، ضمن مروري بر عيبهاي معمول جوشكاري در اجراي ساختمانهاي فولادي، روشهاي بازرسي و كنترل كيفيت جوش ارائه ميگردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

٢. عيبها و ناپيوستگي هاي معمول در جوشكاري

 

يكي از مهمترين وظايف بازرس يا تيم كنترل كيفي جوش، ارزيابي حقيقي جوشها به منظور بررسي مناسب بودن آنها در شرايط بهره برداري و در واقع تعيين هر گونه كمبود و نيز نامنظمي درجوش يا قطعه جوشكاري شده كه عمومًا ناپيوستگي ناميده مي شود م يباشد. در حاليكه يك ناپيوستگي، هر گونه اختلال در ساختار يكنواخت را بيان مي كند، يك عيب ناپيوستگي ويژه است كه مناسب بودن سازه يا قطعه را زير سئوال مي برد. شكل ناپيوستگي را ميتوان به دو گروه كلي خطي و غير خطي تقسيم نمود. ناپيوستگي هاي خطي طولي به مراتب بيش از پهنا دارند. زمانيكه در جهت عمود برتنش اعمالي قرار گيرند، يك ناپيوستگي خطي نسبت به غير خطي شرايط بحراني تري را ايجاد مي كند، چرا كه احتمال اشاعه و در نهايت تخريب آن بيشتر خواهد بود[ ٤ ].

 

 

 

٣. ناپيوستگيهاي فلز جوش و فلز پايه

 

1-3. تركها

 

بحراني ترين ناپيوستگي ها، تركها هستند . شرايط اضافه بار باعث ايجاد تركها و تمركز تنش مي شود . يك روش گروه بندي تركها با مشخص كردن آنها به صورت گرم يا سرد است . همچنين تركها را ميتوان توسط جهت آنها نسبت به محور طولي جوش توصيف نمود . تركهاي طولي بعلت تنشهاي انقباضي عرضي جوشكاري يا تنشهاي سرويس ايجاد مي شوند . تركهاي عرضي عمومًا به علت اثر تنشهاي انقباضي طولي جوشكاري روي جوش يا فلز پايه با انعطاف پذيري كم ايجاد مي شوند (شكل ٦). انواع مختلف ترك با توصيف دقيق موقعيتهاي آنها نسبت به اجزا مختلف شامل : تركهاي گلويي، ريشه، كناره، چاله جوش، زيرگرده منطق ه متاثر از حرارت و فلز پايه هستند .

 

تركهاي گلويي كه از ميان گلويي جوش يا كوتاهترين مسير درسطح مقطع جوش گسترش مي يابد ، از نوع تركهاي طولي بوده واغلب در طبقه بندي ترك گرم قراردارند.

 

[spow 44198]

ادامه

 

 

تركهاي ريشه در فلز پايه يا در خود جوش نيز در زمره تركهاي طولي هستند . تركهاي كناره جوش در فلز پايه ايجاد شده و در كناره جوش توسعه مي يابند . تركهاي چاله جوش درنقطه پاياني رديفهاي منفرد جوش در صورت عدم مهارت جوشكار ايجاد مي شوند . دسته بعدي تركها، ترك زير جوش به علت حضورهيدروژن است . اين نوع ترك بجاي فلز جوش در ناحيه تحت تاثير حرارت به موازات خط ذوب واقع هستند.

 

 

 

٢. ذوب و نفوذ ناقص -٣

 

طبق تعريف، ذوب ناقص يك ناپيوستگي درجوش است كه ذوب شدن بين فلز جوش وسطوح ذوب و يا لايه هاي جوش رخ نداده باشد . بعلت خطي بودن و انتهاي نسبتًا تيزآن، ذوب ناقص از ناپيوستگي هاي بارز درجوش است و در وضعيتهاي مختلف در منطقه جوش تشكيل مي شود . نفوذ ناقص معرف حالتي است كه فلز جوش به طور كامل در سراسر ضخامت ورق گسترده نشده باشد . موقعيت اين عيب در مجاورت ريشه جوش است . ذوب و نفوذ ناكافي به علت عدم مهارت جوشكار، شكل نامناسب اتصال يا آلودگي اضافي ايجاد مي شود.

 

 

 

٣. سرباره هاي محبوس شده -٣

 

مناطقي در سطح مقطع يا در سطح جوش هستند كه سرباره محافظ حوضچه جوش به طور مكانيكي درون فلز منجمد شده محبوس مي شود. اين سرباره منجمد شده بخشي از مقطع جوش را نمايش مي دهد كه فلز جوش بخوبي ذوب نم ي شود. اين پديده خود سبب ايجاد بخشي ضعيف در نمونه خواهد شد . در حقيقت سرباره هاي

 

محبوس شده اغلب درارتباط با ذوب ناقص هستند.

 

 

 

٤. تخلخل -٣

 

اين نوع ناپيوستگي درخلال انجماد جوش در اثر حبس گاز ايجاد مي شود . بنابراين تخلخل را بسادگي ميتوان، حفره هاي گاز درون فلز ج وش منجمد شده دانست . به علت طبيعت كروي شكل آنها، تخلخل كمترين خطر را در ميان ديگر ناپيوستگي ها داراست ولي در زمانيكه جوش بايد تحمل فشارهاي بالا را داشته باشد حضور تخلخل خطرناك خواهد بود [ ٦]. منابع مختلفي براي حضور رطوبت يا آلودگي وجود دارد كه ميتوان الكترود فلز پايه، گازمحافظ يا محيط اطراف را در اين ميان نام برد، تغيير درتكنيك جوشكاري نيز مي تواند سبب ايجاد تخلخل شود.

 

 

 

٥. بريدگي كنار جوش -٣

 

بريدگي كنار جوش يك ناپيوستگي سطحي است كه در فلز پايه مجاور فلز جوش رخ ميدهد . در شرايطي عيب را داريم كه فلز پايه شسته شد ه ولي با فلزي پركننده جبران نمي شود . نتيجه ، ايجاد يك شيار خطي با شكلي نسبتًا تيز است كه درفلز پايه تشكيل مي شود . اين عيب بعلت سطحي بودن ماهيت آن براي بارگذاري خستگي خطرناك است. بريدگي كنار جوش عمومًا به علت تكنيك جوشكاري نامناسب ايجاد مي گردد ، به ويژه اگ ر سرعت حركت جوش زياد باشد . علاوه بر اين اگر گرماي جوشكاري بسيار بالا باشد مي تواند سبب ذوب شدن بيش ازحد فلز پايه گردد.

 

 

 

٦. پرشدن ناقص -٣

 

اين مورد مشابه بريدگي كنار جوش، يك ناپيوستگي سطحي است كه به علت كمبود ماده در مقطع عرضي ايجاد مي شود. تنها تفاوت دراين ميان اين است كه پرشدن ناقص در فلز جوش ولي بريدگي كنار جوش درفلز پايه يافت مي شود . به بيان ساده ، پرشدن ناقص ، زماني رخ مي دهد كه فلز پركننده به اندازه كافي براي پركردن اتصال جوش در دسترس نباشد (شكل ٧). مشابه بريدگي كنار جوش، پرشدن ناقص نيز هم در سطح رويي و هم در ريشه جوش ظاهر مي شود . دليل اوليه پرشدن ناقص، تكنيك غلط جوشكاري است . مثلا سرعت زياد جوشكاري اجازه پرشدن اتصال و هم سطح شدن آن با فلز را نمي دهد.

 

 

 

 

٧. سررفتن -٣

 

نوع ديگر ناپيوستگي سطحي جوش كه از تكنيك نامناسب جوشكاري (سرعت جوشكاري خيلي آرام ) ناشي مي شود، سررفتن است كه در آن ، فلز جوش روي فلز پايه مجاورش سر مي رود و دركناره جوش، شياري تيز را ايجاد مي نمايد . به علاوه اگر مقدار سررفتن به اندازه كافي زياد باشد مي تواند تركي را كه از اين تمركز تنش ايجاد مي شود را مخفي نمايد.

 

 

 

٨. تحدب بيش از حد -٣

 

اين ناپيوستگي مختص جوشهاي گوشه است و طبق تعريف تحدب عبارت از حداكثر فاصله از رويه محدب يك جوش گوشه تا خط واصل بين كناره هاي جوش است . از نقطه نظراستحكام مقدار تحدب در جوش گوشه ضروري است ولي اگر از حدي بيشتر باشد، به عنوان يك عيب تلقي مي شود. اين مطلب هم از نقطه نظر اقتصادي (مصرف فلز پركننده بيشتر ) و هم از نظر حضور مناطق تيز اطراف جوش به خصوص در بارگذاري خستگي مطرح مي شود. دليل ايجاد تحدب، آرام بودن سرعت جوشكاري يا تكنيك ناصحيح جوشكاري است.

 

 

 

٩. لكه قوس و پاشش -٣

 

لكه هاي قوس درنتيجه شرو ع قوس عمدًا ياتصادفي روي سطح فلز پايه دور از اتصال به وجود ميآيند . در اثر اين رخداد، منطقه اي متمركز شده از سطح فلز پايه ذوب شده و سريعًا سرد و شكننده مي شود . پاشش همان ذرات فلزي پراكنده ناشي از جريان بالاي جوشكاري هستند كه در تشكيل جوش نقشي ندارند . از نقط ه نظر بحراني بودن، پاشش ممكن است زياد مهم تلقي نشود، ولي درهر حال مقادير زياد پاشش ميتوانند گرماي موضعي زيادي را به سطح فلز مشابه با اثر لكه قوس ايجاد كنند و حتي سبب تشكيل ناحيه تحت تاثير حرارت شوند.

 

 

 

١٠ . اعوجاج -٣

 

خميدگي يا اعوجاج از مشكلات مهم جوشكاري اس ت كه بايد برطرف گردد . اين مسئله در اثر انقباض كه به هنگام گرم و سرد شدن پس از عمليات جوشكاري در فلز پايه و جوش بوجود مي آيد ، شكل مي گيرد . براي كنترل اعوجاج بايد شرايط لازم براي جوشكاري شامل كنترل قبل، حين و بعد از جوشكاري تامين گردد.

 

 

 

١١ . تورق و پارگي سراسري -٣

 

اين ناپيوستگي ويژه مربوط به فلز پايه است . تورق در اثر حضور آلودگي و ناخالصي غير فلزي موجود درزمان توليد فولاد ايجاد مي شود . اين ناخالصي ها به طور طبيعي اكسيدي هستند كه در زمانيكه فولاد هنوز مذاب است تشكيل شده و در خلال عمليات بعدي نورد كشيده شده و موج ب تورق مي شوند. نوع ديگر ناپيوستگي مربوط به پارگي سراسري است و زماني رخ مي دهد كه در جهت تمام ضخامت دراثر جوشكاري تنشهاي انقباضي بزرگي ايجاد شده باشد . پارگي عمومًا موازي سطح نورد شده زير فلز پايه و معمولا موازي مرز ذوب جوش رخ مي دهد .

 

پارگي سراسري يك ناپيوستگي است كه مستقيمًا به طرز قرارگيري اتصال مرتبط مي شود.

 

 

 

١٢ . جابجا شدن و ناپيوستگي هاي ابعادي -٣

 

دراثر سواركردن و مونتاژ غلط اجزاي مورد جوش در كنار يكديگر ، جابجايي بصورت هم محور نبودن دو سطح قطعه كار در جوشهاي لب به لب است كه در مواردي با برشكاري رفع مي شود، اما در بيشتر مواقع بايد جوش را بريده و مجددًا عمليات جوشكاري بادقت تكرار شود . ناپيوستگي هاي ابعادي، نقائص شكل يا ابعاد هستند و هم درجوش و هم در سازه جوش شده بروز مي كنند.

 

 

 

٤. آزمايشهاي جوش

 

 

 

١. ارزيابي جوشكار -٤

 

آزموني كه صلاحيت جوشكار را براي اجراي ضوا بط آيين نامه اي تاييد مي كند، آزمايش تشخيص صلاحيت يا ارزيابي جوشكار و يا آزمون كيفيت اجرا خوانده مي شود . اين ارزيابي مشخص مي كند كه آيا جوشكار دانش و مهارت لازم را در بكارگيري و اعمال دستورالعمل جوشكاري مدود در رابطه با رده بندي كاري خود دارد ياخير . ارزيابي جوشكار ممكن است با تجهيزات جوشكاري دستي و يا با تجهيزات جوشكاري تمام اتوماتيك انجام شود .

 

 

 

- روشهاي آزمايشي كه كيفيت يك جوش را تعيين مي كند، در سه طبقه بندي بسيار وسيع قرار مي گيرد . ١- آزمايش هاي غير مخرب، ٢- آزمايشهاي مخرب و ٣- بازرسي عيني[ ٦و ٥ ]

 

 

 

٢. آزمايشهاي غير مخرب -٤

 

هدف از اين آزمايشها، بازرسي و تشخيص عيوب مختلف جوش (سطحي وعميق) و تاثيد آن مي باشد، بدون اينكه قطعه جوش داده شده غير قابل استفاده شود . اگر آزمايش نشان دهد كه محلي از جوش معيوب است مي توان از طرفين محل مذكور به اندازه لازم برداشته وبا جوش مجدد اتصال كاملي به دست آورد [ ٥ ].

 

 

 

1-2-4. آزمون ذرات مغناطيسي

 

آزمون ذرات مغناطيسي يكي از آسانترين آزمايشهاي غير مخرب جوشكاري است . اين روش جوش را براي معايبي از قبيل تركهاي سطحي، ذوب ناقص، تخلخل، بريدگي كنار جوش، نفوذ ناقص ريشه جوش و اختلاط سرباره كنترل م ي كند . اين آزمايش محل تركهاي داخلي و سطحي بسيار ريز را براي رويت با چشم غير مسلح آشكار ميكند . قطعه مورد آزمايش با استفاده از جريان الكتريكي، يا قراردادن آن در داخل يك سيم پيچ مغناطيسي مي گردد . سطح مغناطيسي شده قطعه با لايه نازكي از يك گرد مغناطيسي نظير اكسيد آهن قرمز پوشيده مي شود و اين لايه گرد در صورت وجود يك عيب سطحي يا داخلي در داخل حفره يا ترك مربوطه فرو مي رود.

 

 

 

٢. بازرسي با مواد نافذ -٢-٤

 

بازرسي با مواد نافذ يكي از شيوه هاي غير مخرب براي محل يابي معايب سطحي مي باشد . سطح مورد بازرسي بايد ابتدا از لكه هاي روغن، گريس و مواد ناخالص و خارجي تميز شود . سپس ماده رنگي مورد نظر بر روي سطح پاشيده شده و در داخل تركها و ساير ناهمواريهاي نفوذ مي كند . رنگ اضافي از روي سطح پاك شده و سپس يك ماده فوق العاده فرار حاوي ذرات ريز سفيدرنگ بر روي سطح پاشيده مي شود . تبخير مايع فرار باعث برجاي ماندن گرد خشك سفيد رنگ بر روي ماده قرمز نفوذ كرده در ترك مي گردد و بر اثر عمل مويينگي، ماده قرمز از ترك بيرون كشيده شده و پودر سفيد كام ً لا قرمز مي شود.

 

 

 

٣. آزمون فراصوتي -٢-٤

 

آزمون فراصوتي قادر به تشخيص معايب داخلي بدون نياز به تخريب ق طعه جوش شده مي باشد . موج هاي فراصوتي از داخل قطعه مورد آزمايش عبور داده مي شوند و با هرگونه تغيير درتراكم داخلي قطعه منعكس مي شوند. امواج منعكس شده (پژواك ها ) به صورت برجستگي هايي نسبت به خط مبنا، بر روي صفحه نمايش دستگاه ظاهر مي شوند . هنگامي كه عيب يا ترك داخلي توسط واحد جست و جو پيدا شود توليد ضرباي سومي مي كند كه بين ضربان اول و دوم بر روي صفحه نمايش ثبت مي شود (شكل ٨). بنابراين مشخص مي شود كه اين عيب بين سطوح بالاو پايين مصالح (در داخل جسم مصالح ) مي باشد.

 

 

 

 

٤. آزمايش پرتونگاري -٢-٤

 

پرتونگاري يكي از روشهاي آزمايش غير مخرب است كه نوع و محل عيوب داخلي و بسيار ريز جوش را نشان ميدهد. پرتو راديويي در ضخامت فلز نفوذ كرده و پس از عبور اين ضخامت لكه اي بر روي صفحه فيلم ايجاد مي كند. ميزان جذب پرتوهاي راديويي توسط مواد مختلف متفاوت است . نفوذ گل، حفره گازي، تركها، بريدگي هاي كناره جوش و قسمتهاي نفوذ ناقص جوش تراكم كمتري نسبت به فولاد سالم دارند . بنابراين در حوالي اين قسمتها پرتو بيشتري به سطح فيلم مي رسد و عيوب فلز جوش، به صورت لكه هاي تاريكي بر روي فيلم ثبت مي شوند[ ٥ ].

 

 

 

٣. آزمايشهاي مخرب -٤

 

اين آزمايشهاي مكانيكي نمونه جوش شده جهت تعيين مقاومت و سايرخواص مكانيكي ، نسبتًا ارزان قيمت و

 

بسيار كاربردي هستند . به همين جهت در سطح وسيعي براي ارزيابي وتاييد دستوالعمل جوشكاري و صلاحيت

 

جوشكار به كار مي روند.

 

 

 

 

 

٥. نتيجه گيري

 

ساختمانهاي فولادي بخش قابل توجهي از ساخت و ساز در ايران را تشكيل مي دهند و يكي از مهمترين موضوعات درهر ساختمان فولادي بويژه از نقطه نظر مقاومت لرزه اي، كنترل جوشكاري آن ميباشد . جوشها درهمه بخشها بايستي منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش و كنترل كيفيت لازم بررسي (NDT) گردد. دراين خصوص حتي ممكن است در يك ساختمان فولادي كوچك به انجام آزمايشات غير مخرب بر روي جوش نياز باشد . در استاندارد ٢٨٠٠ ، آزمايشات اولتراسونيك و راديوگرافي براي كنترل اتصالات جوشي قابهاي خمشي وي ژه اجباري شده است كه البته بسته به تشخيص مهندس ناظر در ساير حالات نيز انجام مي گيرد.

 

 

 

 

 

٦. مراجع

 

١- زهرائي ، سيد مهدي . بررسي علل ضعف اجراي ساختمانهاي فولادي در كشور ، پژوهشنامه موسسه بين المللي .١٣٨٢ ، زلزله شناسي و مهندسي زلزله، سال ششم، شماره ٢ ٢- زهرائي ، سيد مهدي . رعايت آئين نامه زلزله كشوردر اجراي ساختمانهاي فولادي ، سومين همايش ملي نقد و بررسي استاندارد ٢٨٠٠ ، اسفند ١٣٨١ ، تهران، ايران.

 

٣- آئين نامه طراحي ساختمانها در برابر زلزله – استاندارد ٢٨٠٠ ، ويرايش دوم ، نشريه شماره ض - ٢٥٣ ، مركز . تحقيقات ساختمان و مسكن، آذر ١٣٧٨

 

٤- راهنماي جوش و اتصالات جوشي در ساختمانهاي فولادي؛ دفتر تدوين و ترويج مقررات ملي ساختماني ، . وزارت مسكن و شهرسازي، ١٣٧٩

 

٥- آئين نامه جوشكاري ساختماني ايران ، دفتر امور فني و تدوين معيارها ، سازمان مديريت و برنامه ريزي .١٣٨٠ ، كشور، نشريه شماره ٢٢٨

[spow 44198]

تاثیر عناصر مختلف در کیفیت جوش

تاثير عناصر مختلف در كيفيت جوش

 

عناصر مختلف که بطور متداول در فلزات يافت ميشوند تاثير مشخصي روي قابليت جوشکاري آنها دارند. بعضي از اين عناصر مهم و اثرات حاصل از آنها بر جوشکاري فولاد عبارتند از:

 

1- کربن (Carbon) از آنجايي که ميزان سختي پذيري (hardenability) در فولاد را معين ميکند مهمترين عنصر موجود در فولاد است. هرچه ميزان کربن بيشتر باشد فولاد سخت تر ميشود.اگر فولاد کربني (بالاي 0.30 درصد) جوشکاري شود و ناگهان سرد شود يک ناحيه ترد و شکننده (brittle) در کنار جوش ايجاد ميگردد. بعلاوه اگر کربن اضافي از مخلوط گازهاي جوشکاري بدست آيد، جوش بوجود آمده آنقدر سخت ميشود که به آساني ترک ميخورد.

 

بطور کلي بهترين جوش هنگامي ايجاد ميشود که ميزان کربن موجود در فولاد تا جاي ممکن کمترين حد خود باشد.

 

2- منگنز (Manganese) در فولاد باعثافزايش سختي پذيري و استحکام کششي (tensile strength) ميشود. به هر حال اگر مقدار منگنز بالاي 0.60 درصد باشد و بخصوص اگر با درجه بالايي از کربن ترکيب شود، قابليت جوشکاري قطعا کم خواهد شد.در اين شرايط معمولا ترک افزون ايجاد خواهد شد. اگر ميزان منگنز خيلي کم باشد تخلخل داخلي (internal porosity) و ترک ممکن است گسترش يابد.

بهترين نتيجه جوشکاري وقتي بدست مي آيد که فولاد محتوي 0.40 تا 0.60 درصد منگنز باشد.

 

3- سيليکون (Silicon) براي بهبود کيفيت و استحکام کششي در فولاد بکار مي آيد.ميزان بالاي سيليکون بخصوص همراه با کربن بالا منتج به ترک مي شود.

 

4- گوگرد (Sulfur) اغلب برايبهبود خواص ماشين کاري(machining) فولاد به آن اضافه ميگردد. به هر حال مقدار آن در انواع ديگر فولاد پايين نگه داشته ميشود (0.035 درصد و حداکثر 0.05 درصد) زيرا که درصد بالاي گوگرد احتمال ترک را افزايش ميدهد. فولادهاي ماشيني پر گوگرد بطور معمول با الکترود کم هيدروژن بدون هيچ دشواري جوشکاري مي شوند.

 

5- فسفر (Phosphorus) به عنوانناخالصي در فولاد در نظر گرفته مي شود در نتيجه مقدار آن تا حد امکان پايين نگهداشته ميشود .ميزان فسفر بالاي 0.04 درصد باعث ميشود که جوش شکننده (brittle) شود.

 

6- عناصر ديگر (نيکل،کروم،واناديم و غيره) تاثيرهاي مختلفي بر قابليت جوشکاري فلزات دارند.جوشکاري اين آلياژها بايد با احتياط خاصي انجام گيرد و معمولا براي جلوگيري از ايجاد نواحي سخت و شکننده در جوش پيش گرمي(preheat) و پس گرمي(postheat) مورد نياز ميباشد.

[spow 44198]

چکيده بازرسی جوش از استاندارد aws

 

چکيده بازرسی جوش از استاندارد aws

 

 

 

 

بازرسي قبل از جوشكاري:

 

 

 

1. اطمينان از تطابق فلز پايه و مواد مصرفي با دستورالعمل

 

 

 

2. اطمينان از عدم وجود عيوبي مانند لايه اي شدن، ناخالصي ها و ... (اعمالpt يا mt در صورت نياز)

 

 

 

3. بازرسي از آماده سازي لبه ها بر اساس دستورالعمل و اطمينان از صحت ابعاد و تلورانس ها

 

 

 

4. ارائه دستورالعمل اصلاحي در صورت وجود موارد غير قابل قبول در بند 2 و 3

 

 

 

5. بررسي شرايط محيطي بر اساس استاندارد مربوطه

 

 

 

6. بررسي تمام نقشه ها، دستورالعمل و نيازهاي ديگر

 

 

 

· بازرسي حين جوشكاري:

 

 

 

1. اطمينان از پاك بودن سطح جوش از آلودگيها، زنگ، رنگ، چربي و ...

 

 

 

2. اطمينان از در حد مجاز بودن ميزان ناهمراستايي و ناهمگوني لبه هاي اتصال و بازرسي از تك جوشها در موارد زير:

 

 

 

· در صورتيكه جوش اوليه جزو جوش نهايي گردد، جوشكار تاييد شده بايد آنرا انجام دهد.

 

 

 

· عدم وجود ترك در جوش اوليه

 

 

 

· در صورت نياز به پيشگرم براي جوش اصلي، ناحيه جوش اوليه نيز بايد پيشگرم شود.

 

 

 

3. اطمينان از وجود شرايط زير در آغاز جوشكاري:

 

 

 

· شدت جريان، ولتاژ و سرعت جوشكاري

 

 

 

· اندازه گيري آمپر نزديك به محل قوس با استفاده از آمپرسنج گيره اي

 

 

 

4. اطمينان از اجراي صحيح دستورالعمل توسط جوشكاران

 

 

 

5. بررسي نحوه كار جوشكار حين جوشكاري

 

 

 

6. بازرسي چشمي از پاس ريشه (استفاده ازpt يا mt توصيه ميشود).

 

 

 

7. اعمال بازرسي مشابه مورد قبل براي سطح زيرين در اتصالات دوقلو و اطمينان از عدم وجود عيوب مختلف مخصوصاlof

 

 

 

8. اعمالpt يا mt در محلهاي اتصال گيره ها و نگهدارنده ها پس از برداشتن جوش آنها

 

 

 

9. اطمينان از تطابق ترتيب جوشكاري با ترتيب مشخص شده در دستورالعمل

 

 

 

10. تلورانسها و عدم همراستايي بايد در حد مجاز مشخص شده در استاندارد باشد.

 

 

 

· بازرسي بعد از جوشكاري:

 

 

 

1. اطمينان از تطابق شكل، ابعاد و خصوصيات با موارد مشخص شده در دستورالعمل، استاندارد و نقشه ها

 

 

 

2. اطمينان از عدم وجود عيوب مختلف

[spow 44198]

بازرسی مخازن تحت فشار

 

 

یک بازرس به تنهایی قادر به نظارت بر کلیه مراحل تولید نیست بلکه باید درون یک تیم کنترل کیفی که تقسیم وظایف بر اساس توانایی های آنها صورت گرفته ، قرار گیرد.

 

خوب تا اینجا منظور من از بازرس ، به طور کلی ناظر کنترل کیفی بود چه بازرس کارفرما یا بازرس کارگاه (پیمانکار).

 

در این قسمت میخواهم یک سیستم کنترل کیفی (Quality Management System) را طبق آنچه که در شرکتهای سازنده امریکایی(همچون ABS) به اجرا گذاشته میشود را توضیح دهم.

 

این سیستم کنترل کیفی شامل یک سری پرسنل ،اسناد ، مدارک و پروسیجر، استانداردهای مورد استفاده جهت طراحی ، ساخت و بازرسی و یک سری آزمونها و تستها می باشد که بطور خلاصه در ادامه مبحث هر کدام تشریح شده اند:

 

پرسنل مورد نیاز:

 

-مدیر کنترل کیفیت

 

-بازرسان کنترل کیفیت

 

-بازرسان جوش

 

- پرسنل تستهای غیر مخرب

 

دپارتمان کنترل کیفی بوسیله مدیر کنترل کیفیت رهبری شده که خود بوسیله بازرسان کنترل کیفیت ، بازرسان جوش و کنترل کننده های اطلاعات و مدارک همراهی می شود.

 

گروه بازرسان داخلی ، در حین ساخت بازرسی چشمی و ابعادی و دیگر مراحل بازرسی را به انجام می رسانند در حالی که تستهای غیر مخرب ممکن است توسط یک سازمان فرعی تایید شده (Qualified) انجام شود.

 

یکی از وظایف مدیر کنترل کیفی مرور مدارک تاییدیه و سوابق قبلی پرسنل NDT ( که مجاز بوده و دارای Level II یا III هستند ) می باشد.

 

در بعضی از سیستم های کنترل کیفی امکان دارد که یک شخص کار هر یک از بازرسان کنترل کیفی و بازرسان جوش را به تنهایی انجام دهد که در این صورت بازده این سیستم کمتر میشود.

 

در اکثر پروژه ها ممکن است مهندسین کنترل کیفی در کارگاه ساخت(workshop) و یا در محل نصب و احداث تجهیزات ساخته شده (on-site) حضور داشته باشند که در این صورت هر کدام جهت بهتر انجام شدن کار از نیروهای بازرسی کنترل کیفی و بازرسی جوش استفاده میکنند.

 

در ذیل چارت سازمانی دپارتمان کنترل کیفی را مشاهده میکنید.

 

شرح وظایف بازرسان کنترل کیفی و بازرسان جوش خود مبحث طولانی است و در این مقول بنده میخواهم که این مبحث را به شرح وظایف آنها در ساخت مخازن تحت فشار خلاصه نمایم.

 

انواع بازرسی های مربوط به ساخت مخازن تحت فشار را میتوان به موارد زیر خلاصه نمود:

 

-مطالعه و مرور نقشه ها و دستورالعمل های تست

 

-بازرسی مواد اولیه(ورق،فلنج،لوله،پیچ و مهره و ...)

 

-بازرسی ابعادی(برش ورقهای فلزی)

 

-بازرسی قبل از جوش(مونتاژ)، بازرسی لبه های اتصال

 

-بازرسی چشمی جوش

 

-بازرسی ابعادی AS-Built (ابعاد نهایی مخزن)

 

-بازرسی سندبلاست و رنگ(Dry Film Thickness=DFT)

 

-بازرسی قبل از تحویل نهایی مخزن

 

مدارک مورد نیاز که باید همیشه در دسترس بازرس کنترل کیفی باشد شامل موارد زیر میشود:

 

-راهنمای QC

 

- برنامه کاری QC (QC Plan)

 

-چک لیست ها (فهرست بازبینی)

 

-نقشه های ساخت(shop drawings)

 

-نقشه های نقاط تستهای غیر مخرب(NDT Map)

 

-دستورالعمل های تستها

 

-Travelers (برگه ای جهت برچسب زدن به مواد که همراه مواد در پروسه تولید جابجا شده و شامل اطلاعات شماره آیتم و شماره سفارش و تعداد میباشد.)

 

-دفتر ثبت صلاحیت جوشکاران

 

-WPS , PQR (دستورالعمل جوشکاری)

 

-دفتر ثبت بازرسی چشمی جوش

 

- M.T.C(Material Test Certificate) یا برگه گواهینامه تست مواد

 

-گزارشات NDT,DT

 

-دفتر ثبت عملیات حرارتی

 

-گزارشات تستهای نیوماتیک و هیدروستاتیک

 

-دفتر ثبت ابعاد As-Built

 

-M.D.R(Manufacturer’s Data Report)

 

نگران نباشید. تماماین موارد کاملا توضیح داده خواهد شد.

[spow 44198]

و اما استانداردها و کدهایی که باید در اختیار بازرس کنترل کیفی قرار داده شود شامل استانداردهای مربوط به طراحی و ساخت مخازن تحت فشار و استانداردهای جوشکاری و همچنین استانداردهای مواد میباشد که مشتمل بر موارد ذیل است:

 

- ASME SEC II PARTS A,B,C & D (مشخصات مواد پایه و مواد مصرفی جوشکاری)

 

-ASME SEC V (تستهای غیر مخرب)

 

-ASME SEC VIII DIV 1 & 2 (استاندارد طراحی مخازن تحت فشار)

 

-ASME SEC IX (دستورالعمل جوشکاری)

 

-TEMA (استاندارد طراحی مبدلهای حرارتی)

 

-API – 661 (استاندارد طراحی کولر ها و هیترهای هوا)

 

-API – 650 (مخازن ذخیره)

 

-API SPECIFICATION 5L (لوله های 5L)

 

-API – 1104 (جوشکاری خطوط لوله)

 

-AISC

 

-JIS(FERROUS METALS SPECIFICATION)

 

-BS – 5500 (ساخت مخازن تحت فشار)

 

-BS – 5950

 

-BS – 4360

 

-BS – 729

 

-DIN (MATERIAL SPECIFICATION)

 

-AWS D 1.1

 

 

در اغلب پروژه ها به غیر از استانداردها ،مدارک و اسناد دیگری یافت میشود که اصولا با توجه به خصوصیات پروژه و موقعیت مکانی احداث تجهیزات آن تهیه می شود که به آن مشخصات پروژه یا Project Specification و یا به اختصار Spec میگویند.

 

یک بازرس باید استانداردها را بخوبی بداند و در صورت امکان آنرا تفسیر کند و قبل از ساخت، اسناد مربوط به مشخصات پروژه را کاملا مطالعه نماید

 

 

 

نقشه خوانی:

 

یک بازرس باید بتواند براحتی یک نقشه را مطالعه کند و در طول ساخت آن را جهت کنترل بکار گیرد. بهترین کسی که می تواند عیوب نقشه را کشف کند بازرس است چرا که اغلب مهندسین طراح در دفاتر مهندسی مشغول طراحی هستند و کمتر به کارگاه ساخت سر میزنند.

 

اکثر مهندسین واحد نقشه کشی صنعتی را در دانشگاه گذرانده اند و با آن آشنایی کامل دارند.البته کسب مهارت در نقشه خوانی مستلزم تجربه در پروژه های ساخت است.

 

همانطور که میدانید یک نقشه دارای فرمت خاصی است که معمولا رعایت میشود .

 

جزئیات یک نقشه شامل موارد زیر میشود:

 

نام شرکت کارفرما

 

نام شرکت پیمانکار

 

نام شرکت سازنده

 

شماره سفارش خرید

 

عنوان نقشه

 

تعداد قطعات با شماره های آن

 

جداول لیست مواد و داده های طراحی

 

مراجع نقشه (اسنادی که در طراحی نقشه مخزن از آنها استفاده شده است.)

 

شماره رویژن (نسخه) نقشه به انضمام نام اشخاص طراح و تایید کنندگان آن(در صورت لزوم تاریخچه تمامی نسخه ها)

 

معمولا در نقشه های مربوط به مخازن تحت فشار یک نمای کلی وجود دارد و هر جا که لازم باشد جزئیات آن در همان نقشه یا صفحه دیگر آن آورده می شود. همچنین جهت سهولت در بازرسی جوش ،جدول مشخصات جوش و اتصالات در نقشه کلی درج میشود.

 

نکته : بازرسان جهت خواندن و تفسیر سیمبولها/ علائم اختصاری جوشکاری ها به استاندارد AWS A2.4 مراجعه نمایند.

[spow 44198]

جوشكاري فركانس بالا HFW

 

جوشكاري فركانس بالا يكي از روشهايي است كه يك منبع گرم كننده با توليد يك جريان متناوب فركانس بالا (HF ) به صورت مقاومتي جهت ذوب كردن سطوح اتصال استفاده مي شود .جريان فركانس بالا داراي مشخصات معيني مي باشد كه آنرا براي جوشكاري قابل استفاده مي سازد . همانند جريان مستقيم يا جريان فركانس پايين متناوب جريان فركانس بالا نيز تمايل به جاري شدن در سطوح پردانسيته (Skin effect ) و جهت برگشت سطوح موازي و مجاور يكديگر را جستجو مي كند ( Proximity effect ) يعني گرم كردن و در پي آن ذوب كردن مي تواند در جايي كه مورد نياز است متمركز شود و يا اصطلاحا در نقطه مزبور فوكاس شود .

در كليه فرايندهاي جوشكاري فركانس بالا پس از ايجاد ذوب ، اتصال سطوح به يكديگر توسط فشردن مكانيكي داخل يكديگر انجام مي شود . ( Upseting ) اين گونه فشردن كمك به خروج اكسيدها از مذاب و توليد يك خط جوش يكپارچه و همگن مي كند . خروج ناخالصي ها ، سرباره ها و اكسيدها و ... از مذاب داراي فوائدي است كه از جمله آنها مي توان به كاهش پتانسيل عيوبي نظير پايين بودن چقرمگي شكست و مقاومت خوردگي فلز جوش اشاره كرد . در اين مرحله پيوندهاي ساده و مواد زير سطحي به مقدار زيادي گرم مي شوند كه اين امر در بهبود خواص موثر است .

در ساخت لوله ورق اوليه با شكل گيري مرحله به مرحله و توليد سطح مقطع u شكل و نزديك كردن لبه هاي ورق به يكديگر در مراحل بعدي و توليد لبه v شكل با استفاده از روشهاي ساده كنترل جريان فركانس بالا به دو زير مجموعه تقسيم مي شود .

جوشكاري القايي فركانس بالا ( HFIW ) و جوشكاري مقاومتي فركانس بالا ( HFRW ) بدليل تاثيرات مجاورتي و پو سته اي جريان جاري شده در لوله از عمق مشخصي از لبه V عبور مي كند. عمق جريان نفوذي بواسطه كنترل مقدار جريان قابل كنترل است . و اين پارامتر به ذوب سطحي و نتيجتا به كيفيت جوشكاري وابسته است . موادي كه در تهيه لوله مي توان از انها بصورت موفقيت اميز در جوشكاري فركانس بالا استفاده نمود شامل فولادهاي كربني ، فولادهاي زنگ نزن ، آلومينيوم ، مس ، برنج و تيتانيم است . استثنائات شامل موادي كه در درجه حرارت جوشكاري پايدار نمي باشند ، موادي كه قابليت كار گرم اندكي دارند يا با اعمال خواص تخريبي قابليت بازيافت ندارند . در جاهايي كه لازم باشد مي توان از يك گاز محافظ جهت از بين بردن فعاليت فلزات ( Reactive ) استفاده نمود . اندازه لوله هاي توليدي بوسيله جوشكاري فركانس بالا از قطر 13mm تا 1220 mm ( 48in- 1/2 in ) مي باشد .

 

فوائد جوشكاري فركانس بالا:

 

1. تناسب بسيار بالايي با جوشكاري سرعت بالا دارد .

2 مي تواند طيف گسترده اي از مواد را تحت پوشش قرار دهد .

3 كيفيت جوش كوچكترين حساسيتي به حضور هوا ندارد و معمولا نيازي به اتمسفر هاي مخصوص ندارد .

4 كيفيت جوش نسبتا (نه بطور كامل ) به اكسيدهاي سطحي و ناخالصي ها مقاوم است.

 

معايب جوشكاري فركانس بالا :

 

1- براي جوشكاري هايي در اشل كوچك مناسب نيست .

2- يك جوشكاري پيوسته است و در جوشكاري پيوسته نمي توان نقطه شروع و پايان داشت اعمال چنين كاري يك ناپيوستگي در جوش بوجود مي اورد .

3- امكان جوشكاري دستي وجود ندارد .

 

كابردها :

 

در اتصال مواد جوشكاري فركانس بالا بيشترين تناسب را از نظر يك جوش لب به لب (butt ) دارا مي باشد. بيشترين كاربرد استفاده از جوشكاري فركانس بالا ساخت لوله و جوشكاري لب به لب مقاطع است . ساخت انواع لوله هاي مبدل حرارتي كه لبه مستطيل شكل ورق به صورت پيوسته روي قطر بيروني يك لوله به عنوان پره خنك كننده ، جوش داده مي شود . بواسطه اين نوع جوشكاري انجام مي شود . پره جوش داده شده در اطراف لوله مي تواند به شكل مارپيچي يا به موازي محور لوله باشد . فولادهاي كم كربن هم براي لوله و هم براي پره اين نوع مبدلها بيشترين حجم را اتخاذ نموده ولي آلياژهاي تركيبي ديگري نيز نظير پره هاي فولادي كم كربن روي لوله هايي با آلياژ فولادي زنگ نزن كرم – موليبدني يا پره هاي فولاد زنگ نزن روي لوله هاي فولادي كم كربن فولادي زنگ نزن و حتي پره هاي آلومينيومي روي لوله هاي كوپرونيكل در استفاده از اين صنعت به بهره برداري رسيده اند . جوشكاري فركانس بالا در ساخت اشكال ساختماني مثل مقاطع T شكل ، I شكل ، بيم هاي آهني H شكل ، اشكال مخصوص كه قابل طراحي بوسيله جوشكاري ورقهاي ممتد باشند نظير گرم كننده هاي V شكل كه از جوشكاري ورقهاي مستطيل شكل تحت زاويه خاصي استفاده مي شود .

جوشكاري نوك به نوك يا انتها به انتها ورقها يكي ديگر از كاربرد هاي جوشكاري فركانس بالا است . طولهاي مجزاي ورق بصورت حلقه اي جوش داده مي شود و به دنبال آن به شكل زهوارهاي دايره اي توليد مي شود . همچنين در جاهايي كه نياز به طول ورق هايي بزرگتر از طول تجاري آن است يك سري از ورق هاي كوتاه به ورق هايي با طول هاي پيوسته و بلند تبديل مي شود .

 

تجهيزات :

 

واحد توليد انرژي جوشكاري فركانس بالا شامل نوسان نگاره هاي ( Vacum tube oscillators ) لوله خلا ء و مبدل هاي حالت جامد ( solid stute inverters ) مي باشد . وابسته به كاربرد فركانس مي تواند از 100 تا 700 كيلوهرتز تغيير كند ، در جايي كه انرژي مورد نياز از 3تا 1000 كيلووات متغيير است . مبدل حالت جامد فركانسي بين 100 تا 400 كيلو هرتز را مهيا مي كند .و نوسان نگاره هاي لوله خلاء در فركانس هاي بالاتر تا 700 كيلو هرتز مورد استفاده قرار مي گيرند . لوله هاي خلاء جهت بهبود ضريب توليد فركانس واحد هاي حالت جامد بكار مي روند .

جهت انتقال انرژي الكتريكي از كويلهايي كه با آب خنك مي شوند يا تماس دهند گان استفاده مي شود . اين كنداكتورها بايد كمترين طول را دارا باشند و به گونه اي جايگيري شوند كه تلفات امپدانس را به كمترين مقدار خود كاهش دهند . جهت انتقال انرژي فركانس بالا به قطعه كار استفاده از كويلهاي القايي يا تماس دهندگان امتيازات و نقاط ضعفي وجود دارد كه در زير به آنها اشاره مي شود .

كويلهاي القايي با حداقل ضريب كارايي مي باشند كه فقط مي توانند با هندسه كار تطبيق داشته باشند و به صورت يك مدار بسته براي انتقال انرژي القايي به قطعه كار براي مثال به لوله موردجوشكاري استفاده شوند . از امتيازات يك كويل القايي مي توان به راحتي استفاده و نياز كمتر به نگهداري نسبت به تماس دهندگان الكتريكي اشاره كرد . به دليل عدم تماس اين كويلها با قطعه كار عموما كاري از اثر قطعه كار يا خراش مي باشن. 90% لوله ها با استفاده از اين كويلها توليد مي شوند . اين كويلها معمولا از لوله هاي مسي كه 1 تا 3 دور پيچيده شده اند و با آب خنك مي شوند ساخته مي شوند . انتقال جريان از تماس دهندگان الكتريكي بهره وري بيشتري نسبت به كويلهاي القايي دارند . زيرا جريان الكتريكي را با ضريب توزيع بيشتري و جهت گيري بهتري به قطعه كار (سطح مورد جوشكاري ) انتقال مي دهند . از نقاط ضعف تماس دهندگان الكتريكي ، سايش مكرر آنها و نياز به جايگزيني براي آنها بصورت دوده اي ، خراش برداشتن و از دست دادن شكل اوليه را مي توان نام برد . در مواردي ديگر شده كه اين تماس دهندگان با به جا گذاشتن پس مانه روي قطعه كار باعث خرابي محصول توليدي شده اند .

در ساخت لوله هايي با قطر كمتر از 305 ميليمتر (12in ) عموما از كويلهاي القايي استفاده مي شود زيرا امتيازات آن نسبت به كاهش راندمان بيشتر است ولي براي اتكا بزرگتر از تماس دهندگان الكتريكي استفاده مي زيرا به خوبي جريان را تا انتها ي خط جوشكاري انتقال مي دهد . ولي در كويلهاي القايي چگالي جريان القايي نمي تواند در تمام مقاطع القاء شود .

امپيدرها جهت افزايش ضريب جوشكاري استفاده مي شوند . امپيدر از يك يا چند هسته فريتي استوانه اي كه قابليت آبگردي دارند تهيه مي شوند . و در زير سطح جوشكاري موازي يا خط جوش بكار مي روند . به دليل اينكه جريان انتقال داده شده به لوله از مسير كناره هاي لوله نيز مي گذرد مقداري از اين جريان هدر رفته و صرف گرم كردن لبه مورد جوشكاري نمي شود . وظيفه امپيدر در اينجا افزايش امپدانس القايي اين مسير و عبور جريان الكتريكي به صورت مسير فرعي ( by pass ) از لبه مورد جوشكاري است .

گازهاي خنثي در جوشكاري فركانس بالا استفاده نمي شود مگر در جايي كه فلزات ( reactive ) مورد جوشكاري باشد . آرگون براي جوشكاري فولادهاي زنگ نزن و خصوصا براي تيتانيم استفاده مي شود . با اين وجود تميز كاري خط جوش براي فلزاتي كه به سادگي جوش داده مي شوند الزامي نيست ولي در مورد فلزات فوق حساس عدم تميز كاري مي تواند مشكلاتي بوجود آورد .

 

عيوب جوشكاري:

 

عيوبي كه در جوش لوله هاي فولادي توليد شده به روش ERW ايجاد ميشود عمدتا شامل موارد زير ميشود:

1-COLD WELDS

CONTACT MARKS 2-

3-CRACKS

4-PIN HOLES

5-STITCHING

 

1-تركهاي سرد:اين اصطلاح زماني بيشتر استفاده ميشود كه يك پيوند ناقص يا شكنندهاي بدون نا پيوستگي ظاهري در شكست مشخص ميشود .

تست غير مخرب روش مناسب و قابل اطميناني براي تشخيص اين عيوب نيست.

 

2-اثرات تماسي(سوختگيهاي الكترود):اينها ناخالصيهاي مياني نزديك خط جوش ميباشند كه درنتيجه قوسهاي ظريف بين الكترود و سطح لوله ايجاد ميشوند.

 

3-تركهاي قلابي:نتيجه جدايش در فلز در اثر ناخاصيهاي لبه ورق بموازات سطح ايجاد ميشود و هنگامي كه لبه ها در يكديگر امتزاج مييابند به طرف داخل يا خارج ضخامت لوله كشيده ميشوند.

 

4-تركهاي سطح جوش: تركهايي به غير از هوك ترك هستند.

 

5-سوراخهاي ميله اي:سوراخهايي كه دقيقا بر روي خط جوش متمركز شده اند.(PIN HOLES)

 

6-عيوب بخيه مانند : شامل سطوح منظم سايه روشن هستند در منطقه شكست جوش.فركانس يا تناوب تشكيل اين عيوب متناسب با فركانس جوش است.

افزايش فركانس جوش باعث حداقل شدن ايجاد اين عيب ميشود.

 

 

 

 

پرسنلي :

 

 

همانند مواردي كه پرسنل و فرايندهاي نوردي آموزش مي بينند ، پرسنلي هم كه در جوشكاري فركانس بالا مشغول به كار مي شوند نياز به يك آموزش گسترده در حين كار دارند . جوشكاري فركانس بالا يك فرايند با سرعت زياد است كه اغلب، اتصال مواد با شكل گيري دقيق و تجهيزات انتقال محصول از ملزومات آن است. سرعت در اين فرايند از 30 تا 240 متر به دقيقه ( fr/min 800 تا 100 ) متغيير است . يك لوله قبل از جوشكاري بايد دقيقا شكل داده شده باشند . بنابراين اپراتور بايد با هر دو دانش ، تجهيزات جوشكاري و تجهيزات مكانيكي آشنا باشد . بنابراين ، لازم است كه از جانب كارخانه آموزشهاي پرسنلي جهت تعمير يا عيب يابي تجهيزات به پرسنل داده شود . ارتقاء سيستم ها جهت سرعت ، قدرت و كنترل درجه حرارت جوش وابستگي اپراتور به فرايند را كاهش مي دهد .

 

ايمني:

 

 

ايمني وسلامت اپراتورها بايد دقيقا مد نظر گرفته شود . در طراحي ساخت ، نصب ، عملكرد و نگهداري تجهيزات، كنترلها ، انرژيهاي اعمالي و استفاده از ابزار به جهت مطابقت با كمپاني است . و منظم كردن ايمني به درستي آنچه كه كمپاني ساخت تجهيزات در استفاده از آن مقرر نمود . به دليل اينكه در جوشكاري فركانس بالا منبع توليد انرژي دستگاههاي الكتريكي هستند لازم است هنگام تعمير با جابجا كردن تجهيزات دقت فراواني مبذول گردد . ولتاژ ها در محدوده 400تا 25000 ولت در هر دو فركانس كم يا زياد مي تواند موجود باشد و ممكن است . مهلك باشد . جهت جلوگيري از صدمه ديدن به اپراتورها توجه زياد و ايمني دقيق هنگام استفاده از ژنراتورها وسيستم هاي فركانس بالا لازم است . قفلهاي ايمني در واحدهاي مدرن جهت دستيابي به عملكرد تجهيزات طراحيشده كه در استفاده اپراتور از تجهيزات هنگام اعمال غير ايمني به صورت اتوماتيك دستگاه قفل مي شود با تجهيزات هنگامي كه تابلوها يا پو ششهاي ولتاژ بالا باز شده اند و يا هنگامي كه قفلهاي ايمني و سيستم هاي زميني عمل نمي كنند نبايد كار كرد . جهت كاهش تشعشع الكترو مغناطيس كابلهاي فركانس بالا ولتاژ بالا بايد داخل تونلهاي برق در زير زمين پوشانده شوند . اتصال به زمين براي كويلهاي القايي و تماس د هند گان جهت حفاظت از اپراتور ها ضروريي است خطوط اتصال به زمين بايد حتي المقدور كوتاه باشد تا القاء مغناطيسي به حداقل برسد . انرژي فركانس بالا خصوصا آنچه در جوشكاري استفاده مي شود صدمات جدي و موضعي به بافتهاي سطحي مي زند . در ميدانهاي مغناطيسي خروجي سيستم خصوصا ميدان ترانسفورماتور بايد توجه شود كه القا كننده نبايد مقاطع فلزي همجوار را گرم كند همواره بخارات پوششها و فلزات بايد به بيرون هدايت شود و جهت روئيت فلز در حالت ذوب يا تابشهاي شديد از عينكهاي ايمني استفاده شود .

 

 

 

 

 

بازرسي و كنترل كيفيت :

 

تعداد زيادي آزمايشات مخرب و غير مخرب جهت تاييد كيفيت جوش انجام مي پذيرد . براي مثال كيفيت جوش در آزمايشات غير مخرب بوسيله آزمايشات جريان گردابي ( eddy current testing ) ( ASTM A 426 & ASTM E 309 ) آزمايشات فراصوتي ( Ultrasonic testing ) و ( ASTM E 213 & ASTM A 273 ) و آزمايشات نفوذ پوششي ( Flux leakage examination ) و ( ASTM E 570 ) و آزمايشات فشار هيدرو استاتيك ( ASTM 450 & Hydroststic pressure testing ) .

يك تعداد از تستهاي مخرب كه بر روي نمونه هاي كوچك محصولات انجام مي شود مشخص شده در ( ASTM A 450 ) اين آزمايشات شامل تست تخت (90درجه ) ( Crush test or flattening test ) يا آزمايشات تخت معكوس (180 درجه ) و آزمون خمش ( Flare test ) مي باشد . آزمايشات متالوگرافي و ميكرو سختي در مشخص نمودن كيفيت جوش و منطقه HAZ استفاده مي شوند .

 

 

: References

 

1.ASM Handbook(1997), Vol :6, "Welding,Brazing, and Soldering."

 

2.ASM Handbook(1997) ,Vol: 17 ,"Nondestructive Inspection of Specific Products