۱۴۰۱ آذر ۱۱, جمعه
بازرسی فنی مخازن تحت فشار
جوشکاری و کنترل کیفیت در ساخت مخازن تحت فشار
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
مخازن تحت فشار محفظه هاي بدون نشت هستند كه داراي اختلاف فشار داخلي نسبت به فشار خارجي هستند كه در اغلب موارد به جز در برخي وضعيتهاي ايزوله، فشار داخلي بيشتر از فشار خارجيست. فشار داخلي ميتواند تا psi 300000 و يا بيشتر باشد اما محدوده فشار معمول بين 15 تا psi 5000 ميباشد. اين مخازن در ابعاد و اشكال مختلفي ساخته ميشوند. انواع كوچك آنها ميتواند چند ميليمتر قطر و انواع بزرگ آنها ميتواند 54 متر و يا بيشتر قطر داشته باشند. سيالات درون مخازن ممكن است مانند ديگهاي بخار تغيير فاز داده و يا همانند راكتورهاي شيميايي دچار واكنش شوند. در بسياري موارد مخازن تحت فشار در معرض شرايطي مركب از فشار و دماي بالا قرار دارند و در برخي موارد حاوي مواد قابل اشتعال و يا موارد راديواكتيو هستند. بدليل اين شرايط كاري خاص خطرات بالقوه اي در كار با اين مخازن وجود دارد كه ميتواند منجر به آسيبها و سوانح بسيار شديد گردد لذا در طراحي و ساخت اين مخازن بايد دقت ويژه اي اعمال گردد. براي كنترل صحت اين موارد بايد عمليات كنترل كيفي و بازرسي
دقيقي در مراحل ساخت، برنامه ريزي و اجرا گردد.
انواع مخازن تحت فشار
مخازن تحت فشار را ميتوان به روشهاي زير دسته بندي نمود: 1- بر اساس روش ساخت، مخازن تحت فشار به انواع مخازن جوش شده، مخازن آهنگري شده)Forged(، مخازن چند
ديواره، مخازن چند لايه پوشش دار، مخازن نوارپيچي شده و مخازن تركيبي تقيسم بندي ميشوند. 2- براساسموادبكاررفتهدرساختمخازنآنهاراميتوانبهانواعمخازنفولادي،مخازنغيرآهنيومخازنغيرفلزي
تقسيم نمود. 3- انواع مخازن بر اساس شكل هندسي آنها عبارتند از: مخازن استوانه اي، مخازن كروي، مخازن چهارگوش و مخازن
تركيبي. 5- بر اساس روش نصب مخازن به دو نوع مخازن عمودي و مخازن افقي تقسيم ميگردند. 4- بسته به نحوه تحمل بار مخازن داراي دو نوع مخازن با فشار داخلي و مخازن با فشار بيروني ميباشند. 6- بر اساس ضخامت ديواره ، مخازن به دو گروه مخازن جداره نازك و مخازن جداره ضخيم تقسيم ميشوند. معيار اين
تقسيم بندي نسبت قطر داخلي به ضخامت ديواره مخزن است. اگر اين نسبت بيشتر از 11 باشد مخزن به عنوان جداره نازك و در صورتيكه اين نسبت كمتر از 11 باشد، جداره ضخيم محسوب ميشود.
7- بر اساس فرآيند مخازن به انواع مخازن واكنشي،مخازن مبدل حرارتي، مخازن جدايش (تفكيك) و محفظه هاي ذخيره گروه بندي ميشوند.
8- برمبنايدمايكاريمخازنتحتفشاربهمخازندمايپايين(دماهاي20°C-وپايينتر)،مخازندمايمعمولي(دماهاي بين 20- و 150°C )، مخازن دماي مياني (دماهاي بين 150 تا 450°C) ومخازن دماي بالا (دماي 450°C و بالاتر).
9- بر اساس فشار طراحي مخازن تحت فشار به چهار گروه قابل تفكيك هستند: 1-9- مخازن با فشار كم )0.1MPa ≤ P ≤ 1.6MPa :(L
1
مقدمه
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
2-9- مخازن با فشار متوسط )1.6MPa ≤ P ≤ 10MPa :(M 3-9- مخازن پر فشار )10MPa ≤ P ≤ 100MPa :(H 5-9- مخازن با فشار بسيار بالا )P ≥ 100MPa :(U
11- براساس نحوه استفاده، مخازن به دو دسته ثابت و قابل حمل تقسيم بندي ميشوند.
کدها/استانداردهای مخازن تحت فشار:
به سختي ميتوان مشخصات فني قرارداد، طرح يا پروژه اي صنعتي را يافت كه در آن به يكي از استانداردها يا كدهاي معتبر جهاني
براي مخازن تحت فشار اشاره نشده باشد. يكي از وظايف محوري و اصلي بازرسي اجراي كارها در راستاي الزامات و شرايط اين
دستورالعملهاست. معروفترين كدها/استانداردهاي ساخت مخازن عبارتند از:
ASME Sec. VIII BS 5500
هر يك از اين كدها/استانداردها شامل صدها صفحه اطلاعات بوده و در آنها به انبوهي از استانداردها و كدهاي ديگر استناد و ارجاع داده شده است. اين موضوع عملا همراه داشتن آنها را هنگام بازرسي غير ممكن ميكند. اما اين كدها/استانداردها به شدت بر مدار طراحي استوارند و دركار بازرسي فقط به آن بخشهايي نياز است كه در فعاليتهاي بازرسي نقش و تاثير دارند. اين بخشها
بطور خلاصه در شكل 1 آورده شده است.
شكل 1- اطلاعات مورد نياز از كدها/استانداردهاي مخازن تحت فشار براي عمليات بازرسي
2
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
با توجه به كاربرد وسيع كد ASME در دنيا و خصوصا در ايران اين نوشتار بر مبناي اين كد تهيه شده است. کد ASME :
بعد از جنگ داخلي آمريكا ظرف 11 سال (از 1894 تا 1914) تعداد 3612 بويلر منفجر شد. تقريبا ميانگين روزي يك عدد و حدود 7611 نفر در اثر اين انفجارات جان خود را از دست دادند. بر همين اساس اولين قوانين مربوط به طراحي بويلر در سال 1917 در ايالت ماساچوست نوشته شد كه براي اولين بار در ايالات آمريكا بعنوان يك قانون لازم الاجرا معرفي شد. به تدريج در سالهاي بعد بخشهاي ديگري نيز به اين كد اضافه شد. كد ASME Sec. VIII تحت عنوان Unfired Pressure Vessels كه شامل الزامات طراحي، ساخت و كنترل كيفي حين ساخت مخازن تحت فشار ميگردد در سال 1924 براي اولين بار منتشر شد. اين كد
هم اكنون در سه قسمت )Division( منتشر ميگردد. اين قسمتها عبارتند از:
ASME Sec. VIII Div. 1 : for upper than 15 psi (up to 3000 psi) ASME Sec. VIII Div. 2 : for upper than 15 psi (up to 10000 psi) ASME Sec. VIII Div. 3 : for upper than 10000 psi (High Pressure Vessel)
كد 1 .ASME Sec. VIII Div شامل سه زير مجموعه )Subsection( و دو ضميمه )Appendix( ميگردد. ضميمه هاي الزامي )Mandatory(با شماره و ضميمه هاي غير الزامي يا پيشنهادي )Nonmandatory( با حروف الفبا طبقه بندي شده اند. زيرمجموعهاول)SubsectionA(شاملجزء)UG (Partاستكهكليهشرايطلازمواجراييرابرايهمهمخازنتحتفشاردارا ميباشد. زيرمجموعه دوم )Subsection B( شامل اجزاء UB ،UW و UF است كه كليه شرايط لازم و خاص اجرايي روشهاي مختلف ساخت مخزن شامل جوشكاري )UW(، لحيمكاري )UB( و آهنگري )UF( را پوشش ميدهد. زيرمجموعه سوم )Subsection C( شامل اجزاء ULW ،UHT ،UCD ،UCL ،UCI ،UHA ،UNF ،UCS و ULT است كه كليه شرايط لازم و اجرايي براي مواد در كلاسهاي مختلف براي استفاده در ساخت مخازن تحت فشار را دربر ميگيرد. براي اطلاعات بيشتر از وضعيت اين سه زير مجموعه به پاراگراف )U-1(b از كد 1.ASME Sec. VIII Div مراجعه نماييد. انواع اصطلاحات در 1.ASME Sec. VIII Div :
Mandatory : شامل دستورات لازم الاجرا ميگردد. Nonmandatory : شامل دستوراتيست كه حكم پيشنهادي دارند. Shall : دستوراتي كه همراه با اين واژه آورده شوند حالت اجباري داشته و بايد اجرا شوند. Should : دستوراتيست كه حكم توصيه دارند. Must : دستوراتيست كه حالت اجباري داشته و بايد اجرا شوند. تاكيد آن بيشتر از كلمه Shall است.
شكل 2 بصورت "جدول مرجع سريع" به موارد مرتبط با بازرسي (بر اساس شكل 1) در كد ASME اشاره ميكند.
3
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
4
شكل 2- مرجع سريع اطلاعات مورد نياز براي بازرسي بر مبناي ASME Sec.VIII
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جوشکاری
ارزیابی دستورالعمل و کارکنان جوشکاری :
يكي از مهمترين فعاليت يك بازرس بررسي و ارزيابي دستورالعملهاي جوش و كاركنان جوشكاري به منظور تطابق آنها با الزامات كد مي باشد . كد روش مشخصي را براي سازنده اعلام نكرده است اما او را الزام كرده كه سلامت جوشها و صلاحيت كاركنان جوشكاري را اثبات نمايد. در پاراگراف شماره )UW-26(Cاشاره شده كه :" هيچ عمليات توليدي تا زمان تاييد ارزيابي دستورالعملهاي جوش و جوشكاران نبايد اجرا شود". چگونگي اين ارزيابي ها در ASME sec IX اعلام شده است بازرس بايد با خصوصيات مواد و الكترودها آشنايي داشته و داراي تجربه در ارزيابي دستورالعملها و نمونه هاي آزمون براساس كد باشد 1 او بايد با چگونگي علت يابي مردود شدن نمونه هاي آزمون آشنا باشد. در حقيقت سازنده بايد در زمينه علت يابي خرابي ها بسيار
مشتاقتر از بازرس باشد چرا كه جلوگيري از خرابي بسيار كم هزينه تر از تعميرات است . دستورالعمل تاييد شده مهمترين عامل در توليد يك جوش سالم است. در صورتيكه يك دستورالعمل به درستي تهيه شده باشد ، براي تاييد صلاحيت جوشكاران كافيست كه آنها توانايي خود را در توليد يك جوش كه بتواند آزمونهاي خمش ريشه وسطح يا خمش جانبي را با موفقيت طي نمايد نشان دهد ، بايد يادآور شد كه كيفيت جوش نه تنها به الكترود مناسب بلكه به روش استفاده از آنها نيز بستگي دارد . بازرس بايد علاوه بر ارزيابي دستورالعمل و جوشكاران بايد از اجراي صحيح و مطابق با دستورالعمل جوش حين عمليات ساخت نيز اطمينان حاصل كند. هنگامي كه يك دستورالعمل جوش مورد تاييد قرار مي گيرد بايد سند تاييديه آن براي بازرسي هاي بعدي كه ممكن است توسط بازرس يا نماينده خريدار انجام گيرد، تهيه و ثبت گردد متاسقانه بعضي از سازندگان در نگهداري اين اسناد حساسيت لازم را به خرج نمي دهند.
جدول 1– مرجع كد براي الزامات دستورالعمل، تاييديه دستورالعمل و گواهينامه جوشكار
5
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
استانداردهاي مختلف تعاريف متفاوتي ارائه مي دهند. بعنوان مثال ASME بيان مي كند" WPS مدركي است كه راهنمايي هااي لازم را براي انجام جوشكاري بر اساس الزامات كد ارائه مي كند". باه بياان ديگار هادف از تنظايم ياك WPS مشاخ كاردن جزئيات فرآيند جوشكاري قطعه ماورد نظار اسات. دساتورالعمل جوشاكاري در حقيقات از پايش مقاادير و محادوده تغييارات پارامترهاي دخيل در جوشكاري را مشخ كرده و مشخصات مواد مورد جوشاكاري را نياز دارا اسات. پا ياك دساتورالعمل جوشكاري كنترل كننده و متضمن كيفيت قطعه جوشاكاري شاده ماي باشاد. بادين ترتياب شارط لازم باراي آغااز هار فعاليات
جوشكاري در دست داشتن WPS مي باشد.
جزئیات فرم WPS استانداردها و كدهاي مختلف، فرمهاي متفاوتي براي WPS ارائه مي دهند. البته در استانداردهاي مربوطه نيز ذكر شاده اسات كاه آنها فقط به عنوان راهنمايي داده شده اند و بسته به شرايط كاري هر شركت، اين فرمت تا حدي قابل تغيير است. اماا آنچاه راياج است اين است كه همين فرمتها با تغييراتي جزئي به كار مي روند.
چگونگی تنظیم WPS بر اساس ASME Sec.IX ASME Section IX به دو بخش اصلي QW و QB تقسيم مي گردد كه بخش QW مربوط به الزامات جوشاكاري اسات و خود به پنج Article تقسيم مي شود(Q از ابتداي واژه Qualification گرفته شده است) كه عبارتند از:
QW-100 General introduction to testing requirements etc. QW-200 Procedure qualification details. QW-300 Performance qualifications (welder approvals) details.
QW-400 Welding data .This is the biggest section of the code and covers data for both procedure and performance qualification.It includes: -Material and consumable data -Approval range for thickness, diameter, joint -Configuration and welding positions. -Definitions used in code.
QW-500 Standard Welding Procedure Specifications (SWPSs) مطابق آنچه در )QW-200.1(d كد ASME Section IX آمده است، فرم پيشنهادي WPS كه در ضميمه B كد وجاود دارد
بعنوان يك راهنما در تنظيم WPS به كار مي رود (اگر به اين ضميمه مراجعه كنيد خواهيد ديد كه عنوان آن Nonmandatory Appendix B است يعني غير الزامي است) اين فرم شامل اطلاعاات لازم باراي فرآينادهاي SMAW, SAW, GMAW و GTAW است و تمام اطلاعات لازم براي ساير روشهاي جوشكاري در آن درج نشده است. اين فرم همچنين بعضاي متغيرهاايي را كه به همه فرآيندها مرتبط نمي شود را درج كرده است( بعنوان مثال گاز محافظ در روش SAW كااربردي نادارد اماا در فارم وجود دارد) در ضمن از اين فرم نمي توان به آسااني در فرآينادهاي چندگاناه(ماثلا GTAW باراي جوشاكاري پااس ريشاه و
SMAW براي جوشكاري بقيه پاسها) استفاده كرد و نياز به تغييرات جزئي دارد.
6
دستورالعمل جوش )WPS(:
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
نام شرکت (Company Name) در اين قسمت از فرم نام شركت متبوع ذكر مي گردد. چون در يك پروژه صنعتي علاوه بر تكميل WPS بايد مدارك زياد ديگري نيز تكميل شوند كه در تمام آنها بايد نام شركت بيايد، پيشنهاد مي گردد از مخفف يا كوتاه شده نام استفاده شود.
تنظیم کننده و گواهی کننده (By) اگرچه در ASME Section IX روشي براي گواهي نمودن (authorization or certification) مدرك WPS ذكار نشاده است اما به دليل اهميت اين مدرك بهتر است ترتيبي اتخاذ شود تا اين مدرك پ از تنظيم، بازبيني و تائيد گردد. در حاال حاضار آنچه رايج است اين است كه روبروي By نام تهيه كننده مدرك ذكر شده و معمولا WPS در قالب يك مدرك داده مي شاود كاه در صفحه ابتدايي آن نام تهيه كننده)Prepared by)، بازبيني كننده (Checked by) و تائيد كننده (Approved by) درج ماي گردد.
شماره WPS No.( WPS) اگرچه در ASME Section IX روشي براي شماره گذاري مدرك WPS ذكر نشده است اما اگار سيساتم كيفيات در شاركت وجود داشته باشد، مسلما به هر WPS يك شماره يكتا (unique) بايد اختصاص يابد باه ايان معناي كاه در آن پاروژه نباياد دو WPS وجود داشته باشند كه هر دو داراي يك شماره باشند.
تاریخ تنظیم )Date( در اين بخش، تاريخ تنظيم يا تائيد WPS ذكر مي گردد.
شماره بازبینی )Revision( معمولا وقتي يك WPS براي نخستين بار تنظيم مي گردد در اين قسمت شماره 0 درج مي شود. پا از تنظايم WPS ممكان است به دليل توصيه هاي مشاور پروژه يا تغييرات پيش آمده، لازم باشد تا بخشهايي از WPS دچار تغيير گردناد. پا از اعماال تغييرات لازم شماره بازبيني نيز تغيير كرده و مثلا به 1 تبديل مي گردد. باراي اطلاعاات بيشاتر ماي توانياد )QW-200.1(c را ببينيد.
تاریخ بازبینی )Revision Date( همانطور كه از عنوان مشخ است در اين بخش بايد تاريخ بازبيني WPS ذكر گردد. همانطور كه پيش از اين ذكر شاد، معماولا WPS در قالب يك مدرك داده مي شود كه بايد شماره و تاريخ بازبيني در بخش مربوطه ذكر شده و گواهي شود.
شماره یا شماره های Supporting PQR No.(s)) PQR(
7
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
مطابق )QW-200.1(b در اين قسمت بايد شماره PQR تاييد كننده اين WPS درج شود. ياادآوري ايان نكتاه لازم اسات كاه گاهي براي پوشش دادن تمامي دامنه متغيرهاي اساسي (essential variable) به بيش از يك PQR نياز خواهد باود و در ايان حالت در اين بخش بيش از يك شماره درج خواهد گرديد.
فرآیند یا فرآیندهای مورد استفاده برای جوشکاری ))Welding Process(es( در 253-QW از فرآيند جوشكاري به عنوان يك متغير اساسي (essential variable) نام برده نشده است اماا در -QW
401از آن به عنوان يك متغير اساسي ياد شده است. به هر صورت در اين بخش از فرم WPS بايد نوع فرآيناد جوشاكاري ذكار شود. به دليل كثرت استفاده بهتر است فرآيندهاي جوشكاري با نام اختصاري نشان داده شوند. ر انتخاب فرآيند جوشكاري
نحوه انجام فرایند جوشکاری )Type( روشهاي مختلف اعمال يك فرآيند جوشكاري مي تواند دستي)Manual(، خودكار)Automatic(، نيمه خودكار -Semi(
)Automatic يا ماشيني)Machine( باشد.
طرح اتصال)Joint Design( مشخصات طرح اتصالي كه دستورالعمل جوشكاري براي آن نوشته مي شود بايد دراين قسمت از فرم WPS درج شاود. در
واقع اتصال(Joint) را مي توان نحوه قرار گرفتن قطعاتي كه بايد جوشكاري شوند در كنار يكديگر، تعريف كرد.
پشت بند)Backing( بنا بر شرايط طراحي و به منظور مواردي چون جلوگيري از اكسيدشدن مذاب شيارجوش، عادم ريازش ماذاب از پشات جاوش، اطمينان از خالي نماندن يا ايجاد سوختگي جوش در قسمت پشتي جوش و غيره از تسمه فلزي، جريان گاز يا فلاكا باه عناوان پشت بند استفاده مي شود.
نوع و جنس مواد پشت بند ))Backing Material (Type( در صورت تاييد قسمت قبل يعني نياز به استفاده از پشت بند، درج جن و نوع مواد مورد نظرجهت پشت بند الزامي است.
مطلب ديگري كه معمولاً بايد در WPS به آن اشاره شود، ترسيم و نمايش توالي پاساهاي جوشاكاري(Bead) اسات. چگاونگي انتخاب اين توالي بستگي به احتمال پيچيدگي )Distortion( جوش دارد. اما در قسمت طرح اتصاال پا از رسام پاخ جاوش توالي جوشكاري پاسها به همراه شماره گذاري بايد رسم شوند. طرحهاي جوشي كه از نظرجن ورق ونوع الكترود مورد مصرف مشابه بوده و به همين دليل بوسيله يك WPS پوشش داده مي شوند بايد به صورت مجزا ترسيم و توالي پاسهاي آنهاا نشاان داده
شوند.
8
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
فلزات پایه )Base Metals( ذكر نوع و تركيب شيميايي فلز مورد جوشكاري از جمله مهمترين مطالب قابل ذكر در WPS اسات. ايان امار در انتخااب سااير مشخصات فرآيند جوشكاري از قبيل پيش گرم كردن، پ گرمايي، انتخاب الكترود و تكنيك كار دخيل است. عدد مشخصه P-No.) P( جهت كاهش تعداد فرمهاي WPS و PQR، فلزات پايه تحت عددي به نام P تقسيم بندي مي شوند. در صورتي كه براي بررسي كيفيت فولاد، آزمون ضربه لازم باشد، تقسيم بندي جزئي تر شده و .Group No نيز مطرح مي شود. اساس تقسايم بنادي هااي فوق، تركيب آلياژ، جوش پذيري و خصوصيات مكانيكي است.
محدوده ضخامت )Thickness Range( ضخامت مقطع جوشكاري در اين قسمت ذكر مي شود. بر اساس451.1-QW براي كمتر شدن تعداد WPS مي توان از محدوده ضخامت زير استفاده كرد:
الف- ضخامت كمتر از )in. (1.6mm 1/16 ب- )in. (10mm 3/8 ≤ضخامت < )in. (1.6mm 1/16 پ- )in. (19mm 3/4 <ضخامت < )in. (10mm 3/8 ت- )in. (38mm 1⁄21 <ضخامت ≤ )3/4in. (19mm ث- ضخامت )in. (38mm 1⁄21 و بالاتر
محدوده قطر لوله )Pipe Diameter Range( در صورتيكه قطعه مورد جوشكاري لوله باشد، علاوه بر ذكر محدوده ضخامت لازم است تا قطر لوله مورد جوشكاري هم در ايان
ماي شاوند. 452.3-QW
قسمت از WPS ذكر شود. قطر خارجي با علامات .O.Dو قطار داخلاي باا علامات I.D مشاخ محدوده قطر را مشخ كرده است.
الف- قطر خارجي كمتر از )in. (25mm 1 ب- )in. (73mm 27/8 <قطر خارجي ≤ )in. (25mm 1 پ- )in. (73mm 27/8 ≥ قطر خارجي
فلزات پر کننده)Filler Metals( اصولاً در اكثر فرايندهاي جوشكاري براي ايجاد اتصال بين فلزات پايه ، به يك پل واسط فلزي نياز داريام .فلازات ماورد اساتفاده براي اين منظور به عنوان فلزات پر كننده شناخته مي شوند .
9
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
عدد مشخصه F-No) F( در حقيقت F-No يك تقسيم بندي براي الكترودهاست كه در 432-QW طي جداولي به آن اشااره شاده اسات. اسااس تقسايم بندي موارد استفاده، كاهش تعداد WPS و PQR هاي يك پروژه و مشابهت خصوصيات جوشكاري الكترودها و سيم جوش هاا بوده است.
آنالیز فلز جوش یا عدد A-No) A( عدد A-No تنها در مورد آلياژهاي آهني كاربرد دارد. بر اساس 404.5-QW عدد A استخراج شده و درج مي شود.
شماره مشخصات فلز پرکننده ).Spec. No( حدود سي شماره توسط AWS براي طبقه بندي مشخصات فلز پر كننده تعيين شاده اسات. ايان تقسايم بنادي در ASME باا پيشوند SF استفاده شده است.
شماره کلاس و استاندارد AWS الکترود )).AWS No. (Class No( استانداردهاي گوناگوني براي نام گذاري الكترودها وجود دارد. براي نامگذاري الكترود هاي روكش دار كالاس 5.1 A از فرمات E xxxx استفاده مي شود.
کلاس فلاکس ( پودر جوش ) ( )Electrode- Flux (Calss ) هر گونه مشخصات و استانداردهاي مربوط به فلاك هاي جوشكاري زير پودري مطابق با 5.17-SFA براي الكتارود و
فلاك هاي فولاد ساده كربني و 5.23-SFA براي الكترود و فلاك هاي فولاد كم آلياژ در اين قسمت درج مي گردد.
لایی مصرف شدنی (Consumable insert ) گاهي به منظور حفظ مشخصات طرح اتصال و نيز اطمينان از جوش نفوذي در پاس ريشه، از لايي هاي مصارف شادني اساتفاده مي شود . مشخصات اين لايي هاي مصرف شدني در 5.30 ASME Sec.ll, Part C, SFA ذكر شده اسات. در ماواردي كاه آناليز و مشخصات لايي بر اساس 5.30 SFA است، F.No نيز بايد بر اساس 432-QW باا سايم جاوش مصارفي، هماهناگ باشد.
موارد دیگر (Other ) نام تجاري، كد سازنده و يا ديگر مشخصات فلز پركننده و لايي مصرف شدني در اين قسمت ذكر مي گردد.
وضعیت جوشکاری( Positions ) اصولاً جوشكاري در چهار وضعيت كلي قابل انجام است:
1) تخت Flat
11
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
استاندارد مربوط به وضعيت جوشكاري405-QW مي باشد. در استاندارد ASME Sec. IX در بند 461-QW وضعيت هااي مختلف جوشكاري ذكر شده است. موارد پيشنهادي براي ارائه در اين قسمت عبارتند از : وضعيت شياري ياا گوشاه اي و جهات پيشروي
جهت پیشروی (Welding Progression) در اين قسمت جهت پيشروي جوشكاري ذكر مي گردد كاه عمادت ًا باراي جوشاهاي عماودي جهات پيشاروي از پاائين باه باالا ( Upward) مي باشد.
پیش گرم کردن ) Preheat( دماي پيش گرم كردن بايد حداقل به فاصله 76 ميلي متر ( 3 اينچ ) در اطراف محل جوش ثابت باشد. بناد مارتبط باا پايش گارم كردن 406-QW است . موارد پيشنهادي براي ارائه در اين قسمت عبارتند از : حداقل دماي پيش گرم كردن، حداكثر دماي بين پاسي، نگهداري پيشگرم
عملیات حرارتی پس از جوشکاری (پس گرمایی) (Post Weld Heat Treatment) اين مطلب بوسيله 407-QW تشريح مي شود. در WPS قسمتهايي به عمليات حرارتي پ از جوشكاري مربوط مي شاود
. معمولا شامل اين قسمتها مي شوند: نوع عمليات حرارتي، سرعت گرم كردن، دماي نگهداري، زمان نگهداري، سرعت سرد كردن
گاز (Gas) يكي از وظايف مهم گاز محافظ، حفاظت حوضچه مذاب از آلودگي ناشي از اتمسفر مي باشاد. مشخصاات گااز محاافظ در ايان قسمت از WPS بر اساس بند 408-QW عنوان مي شود. موارد پيشنهادي براي ارائه در اين قسمت عبارتند از :
1) نوع گاز محافظ – كمكي – پشتي 2) درصد تركيب گاز محافظ – كمكي – پشتي 3) آهنگ جريان گاز محافظ – كمكي – پشتي
مشخصات الکتریکی )Electrical Characteristics ) تغيير در نوع و قطبيت جريان الكتريكي ، افزايش در گرماي ورودي و يا افزايش حجم و ميزان فلاز جاوش رساوب داده شاده در واحد طول ، باعث تغيير در كيفيت جوش مي شود. همچنين ميزان فلز جوش با افزايش اندازه گرده جوش و يا كاهش طول خاط جوش به ازاي هر الكترود ، متناسب است. مشخصات الكتريكي بر اساس بند 409-QW مي باشد. ايان مشخصاات شاامل ناوع جريان، قطبيت، محدوده آمپر و محدوده ولتاژ ميگردد.
11
2) افقي Horizontal 3) عمودي Vertical 5) بالا سري Overhead
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
اندازه و نوع الکترود تنگستن ( Tungsten Electrode Size and Type) در فرآيند GTAW، الكترود تنگستن مصرف نشدني است. اين الكترود با توجه به نقطه ذوب بالا، در حين جوشكاري ذوب نمي شود.
نوع انتقال فلز مذاب برای Mode of Metal Transfer for GMAW( GMAW) در جوشكاري GMAW ، شدت جريان و تركيب گاز محافظ بر روي روش انتقال فلز مذاب تاثير مي گاذارد . روشاهاي انتقاال فلز مذاب عبارتند از : اتصال كوتاه ( Short Circuiting) ، افشانكي (Spray) ، قطره اي(Globular) و ضرباني )Puls(
سرعت تغذیه سیم جوش ( Eloctrode Wire Feed Speed Range) در اين قسمت سرعت تغذيه سيم جوش به حوضچه مذاب تعيين مي شود.
تکنیك و روش کار )Technique) نكات تكنيكي روش جوشكاري بر اساس 410-QW مي باشند. موارد پيشنهادي براي ارائه در اين بخش عبارتند از :
1. گرده ( مهره ) جوش نواري يا موجي (بافته اي ) 2. اندازه كلاهك يا نازل عبور گاز 3. تميز كاري اوليه و بين پاسي 5. روش برداشتن پشت جوش 4. نوسان 6. محدوده فاصله تماس لوله با كا ر 7. جوش تك پاسه يا چند پاسه در هر طرف 8. الكترود هاي تكي يا چند تايي 9. سرعت جوشكاري 11. چكش كاري
نکات لازم در نوشتن WPS آنچه تا كنون ارائه شد، تشريح و نحوه تنظيم يك WPS در حالت كلي بود. بر اساس استاندارد ASME در هر فرايند، متغيرهاي موجود به سه دسته تقسيم مي شوند:
a. متغير هاي اساسي b. متغير هاي تكميلي c. متغير هاي غير اساسي
12
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
متغير هاي اساسي ( Essential Variables ) : متغير هايي هستند كه تغيير در آنها باعث نوشتن ياك WPS ياا PQR جدياد مي شود . متغير هاي تكميلي ( Supplementary Essential Variables) : اين متغير هاا در صاورتي باعاث نوشاتن ياك WPS ياا PQR جديد مي شوند كه در مشخصات فني اشاره اي به آزمون ضربه جهت تعيين كيفيت شده باشد .
متغير هاي غير ضروري ( Nonessential Variables ) :متغير هايي كه تغيير آنها باعث نوشتن يك WPS يا PQR جدياد نمي شود . بر اساس كد ASME Sec.IX متغيرهاي مختلف هر فرآيند در بندهاي 252-QW تا 262-QW ذكر شده اند. در ابتدا چنين به نظر مي رسد كه براي هر شكل اتصال بايد يك WPS مجزا نوشت اما با استفاده از متغير هاي اساسي ماي تاوان چندين طرح اتصال را در يك WPS گنجاند. لذا مي توان گفت استفاده از متغير ها ي اساساي و تكميلاي باعاث كااهش تعاداد
PQRو WPS هاي لازم و مورد استفاده براي يك پروژه مي گردد. تاییدیه دستورالعمل جوش )PQR(:
هدف از انجام آزمايشهاي تاييد دستور العمل جوشكاري آن است كه نشان دهيم دستور العمل جوشاكاري تادوين شاده )WPS) جوشي سالم و با خواص مكانيكي مطلوب و قابل پذيرش در محدوده استاندارد مربوطه، بوجود مي آورد. نتيجه آزمايشاها در فارم خاصي ثبت مي شود كه به آن گزارش تاييد دستورالعمل جوشكاري)PQR( مي گويناد. مساووليتها در تهياه ايان مادرك در بناد
201-QW به روشني بيان شده اند. جزئیات فرم PQR استانداردها و كدهاي مختلف، فرمهاي متفاوتي براي PQR ارائه مي دهند. البته در استانداردهاي مربوطه نيز ذكر شاده اسات كاه آنها فقط به عنوان راهنمايي داده شده اند و بسته به شرايط كاري هر شركت اين فرمت تا حدي قابل تغيير است. اماا آنچاه راياج است اين است كه همين فرمتها با تغييراتي جزئي به كار مي روند. مراحل تهیه PQR براي اين كار test plate (به آن sample يا نمونه آزمون و test coupon نيز گفته مي شود) با ويژگيهاي ذكر شده در كاد ياا استاندارد مورد نظر آماده شده و براي انجام آزمونهاي لازم به آزمايشگاه فرستاده مي شود. آزمايشگاه از نمونه ارسالي نموناه هااي كوچكتري به نام آزمونه (specimen) تهيه كرده و مورد آزمايش قرار مي دهد. آزمونهااي لازم و نياز معيارهااي پاذيرش نتاايج آزمون، در كد يا استاندارد مورد استفاده مشخ شده اند. اگر معيارهاي كيفي و كمي استاندارد يا كد مورد نظر برآورده شوند، مي توان WPS را تصويب شده تلقي كرد و آن WPS قابليت اجرا پيدا مي كند. براي تهيه يك PQR چهار مرحله زير طي مي شود : 1- آماده ساز ي و جوشكاري نمونه هاي مناسب 2- تهيه آزمونه و آزمايش آنها 3- ارزيابي نتايج و نتيجه گيري 5- ثبت و تائيد نتايج ( در صورت قابل پذيرش بودن آنها )
13
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
معمولاً نمونه ها به نحوي مونتاژ و ساخته مي شوند كه درز اتصال در وسط نمونه قرار بگيرد. مواد، نحاوه و جزئياات جوشاكاري نمونه ها بايد مطابق با WPS مربوط باشد، به عبارت ديگار متغيار هاياساساي باياد يكساان باشاند (211-QW). شاكل نموناه آزمون(ورق، لوله و ...) انتخابي است. تائيد نهايي PQR بر اساس نمونه آزمون لوله باعث تائيد جوشكاري بار روي ورق خواهاد
بود و برعك . نوع و تعداد نمونه ها براي جوش شياري بايد با مقادير ذكر شده در استاندارد (451-QW) مطابقت داشته باشد. نحوه انتخااب و جدا سازي آزمونه از ورق و لوله در 463.1-QW آمده است. براي مشاهده موارد مربوط به جاوش گوشاه اي(fillet) باياد باه )QW-202.2(c و همچنين )QW-202.2(d مراجعه كرد. تذكر اين نكته لازم است كه نمونه هاي خمش از نوع عرضي (transverse) هستند. اگر يكي از فلزات پايه از ديگري نرمتر باشد يا فلز پايه و فلز جوش داراي داكتيليتي متفاوتي باشند، 202.1-QW اين اجازه را مي دهد كه مطابق 451.2-QW از نمونه هاي خمش طولي استفاده گردد. به عبارت ديگر در صورتيكه جن و خصوصيات مكانيكي دو فلز پايه يا الكترود و فلز پاياه متفااوت باشد، بهتر است بجاي آزمايش خمش عرضي ( رويه و ريشه ) از آزمايشات خمش طولي رويه و ريشه استفاده شود. آزمایش آزمونه های تهیه شده آزمايشهاي مورد نياز براي جوشهاي شياري عبارتند از : بازرسي چشمي ( Visual Inspection) آزمايش كشش براي اندازه گيري استحكام كششي (Tensile test) آزمايش خمش ريشه براي سلامت جوش (Root Bend test) آزمايش خمش جانبي براي سلامت جوش )Side Bend test ) آزمايش خمش رويه(گرده) براي سلامت جوش (Face Bend test ) آزمايش كشش از فلز جوش براي تعين خواص مكانيكي فرآيندهاي EGW وAll weld metal tension test( ESW) آزمايش ضربه براي تعيين چقرمگي و انرژي ضربه (Impact test ) آزمايش ماكرواچ براي سلامت و نفوذ موثر ساق جوش (Macroetch test) آزمايش راديوگرافي يا اولتراسونيك (Non destructive test :RT, UT) همچنين براي جوشهاي گلويي ( Fillet) آزمايشهاي زير مورد نياز است : بازرسي چشمي ( Visual Inspection ) آزمايش ماكرواچ براي اطمينان از سلامت و ذوب كافي جوش (Macroetch test) آزمايش خمش جانبي براي سلامت جوش( Side Bend test ( آزمايش كشش از فلز جوش براي تعين خواص مكانيكي (All weld metal tension test( نکات تهیه PQR ( محدودیت متغیرها ) جهت كاهش هزينه و زمان ناشي از آزمايشهاي تعيين كيفيت، لازمست تا محدوده اي براي متغير ها ي PQR در نظر گرفته شود . بديهي است تغيير هر يك از متغير ها در خارج از محدوده تعريف شده، منجر باه نوشاتن WPS و PQR جدياد ماي شاود. بار اساس 200-QW هر توليد كننده موظف به ارائه WPS جهت مشخ كردن روش جوشكاري است و هر WPS بايد به كمك آزمايشهاي كنترل كيفي (PQR)، تائيديه كيفيت دريافت كند . پ هر WPS به يك PQR نياز دارد. اما با توجه به نكات -QW
14
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
252 تا 262-QW امكان تنظيم يك PQR براي تضمين كيفيت چندين WPS وجود دارد. در جداول كد 262-QW تا -QW 252، امكان تغيير ( افزايش يا كاهش ) هر يك از متغييرها ي اساسي، تكميلي و غير اساسي فرآيند هاي مختلف جوشكاري ماورد مقايسه قرار گرفته است. لازم به ذكر است در 200-QW تا 218-QW مطالبي كه بايد در تنظايم و اساتفاده از PQR ماد نظار
قرارداد، ذكر شده است .
تایید صلاحیت جوشکار )WPQ(
ناگفته پيداست كه براي انجام جوشكاري لازم است از فردي كه صلاحيت انجام اين كار را داشته باشد استفاده گردد. بنابراين باياد جوشكار، تاييد صلاحيت گردد. ايان فرآيناد Welder Performance Qualification ناام دارد كاه باه طاور اختصااري باه WPQ موسوم است. چگونگي تاييد صلاحيت جوشكار در استاندارد يا كد مورد نظر با ذكر جزئيات ذكر شاده اسات. ذكار ايان نكته لازم است كه برخي استانداردها به جاي WPQ از WQR كه مخفف عباارتWelder Qualification Record اسات
استفاده مي كنند.
مراحل زیر در تنظیم یك WPQ باید طی شود: (350-QW) بايد براي دانستن متغيرهاي اساسي هر فرآيند به دقت مطالعه گردد.
استفاده كننده از كد بايد بر تمام مراحل نظارت كامل داشته باشد. نمونه آزمون (test plate) بايد بر مبناي WPS تائيد شده، جوشكاري شود. نمونه هاي آزمون بايد پيش از تهيه آزمونه جهت ارسال به آزمايشگاه توسط آزمون پرتونگاري يا بررسي چشمي(بسته باه فرآيناد) كنترل شوند. پ از انجام آزمونهاي لازم، بايد فرم WPQ تكميل شود. در اين بخش به چگونگي انجام آزمونها و نوع آنها بر اساس استاندارد ASME Sec.IX مي پردازيم.
فلز پایه
تائيد صلاحيت با هر يك از فلزات از 1.P No تا 11.P No باعث مي گردد تا جوشكار صالاحيت انجاام جوشاكاري بار روي تمام اين گروه ها و زير گروها را داشته باشد.(423.1-QW را ببينيد)
مواد مصرفی
اگر .F No عوض شود نياز به تائيد صلاحيت مجدد خواهد بود. البته در مورد فرآيندSMAW تائيد صلاحيت با هر ياك از F .No از 1 تا 5 باعث تائيد صلاحيت جوشكار در استفاده از .F No هاي كمتر خواهد شد( براي جوشهاي دو طرفاه ياا باا پشات بند) (404.11-QW را ببينيد)
15
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
لازم به ذكر است كه .A No در بحث تائيد صلاحيت جوشكار كاربردي ندارد.
متغیرها
براي هر فرآيند جوشكاري ليستي از متغيرهاي اساسي، غير اساسي و تكميلي در 352-QW تاا 357-QW داده شاده اسات كاه الزاما همانند متغيرهاي مربوط به PQR نيستند. روشن است كه متغيرهاي اساسي نبايد عوض شوند.
محدوده قطر
محدوده قطر براي تمامي جوشهاي دايروي اعم از گوشه اي و شياري در 452.3-QW داده شده است. حد بالايي قطر براي تائيد صلاحيت وجود ندارد و تائيد صلاحيت با لوله باعث تائيد صلاحيت براي ورق خواهد شد.
محدوده ضخامت برای جوش شیاری
محدوده ضخامت فقط به ضخامت فلز جوش راسب شده اعمال مي گردد نه به ضخامت ورق. تائيد صلاحيت باا جاوش شاياري باعث تائيد صلاحيت براي جوش گوشه اي خواهد شد.
محدوده ضخامت برای جوش گوشه ای
بر اساس 452.5-QW آزمون با ورق ضخيمتر از 5/8 ميليمتر تمام ضخامتها براي جوش گوشه اي را پوشش خواهد داد. دامنه تائید
براي اين مورد بايد به 461.9-QW مراجعه كرد.
نکات دیگر
توجه به نكات زير مفيد خواهد بود. جوشكار يا اپراتور جوشكاري مي تواند بوسيله پرتونگاري نمونه آزمون، پرتونگاري جوشهاي اوليه توليديش يا بوسيله آزمايشهاي خمش نمونه هاي جوش داده شده، تائيد صلاحيت شود. (300.1-QW) توجاه گاردد كاه انجاام آزماون التراساونيك باه جااي پرتونگاري مجاز نيست. براي آزمون تائيد صلاحيت جوشكار مي توان پيش گرم كردن يا عملياات حرارتاي پا از جوشاكاري را حاذف نماود.(-QW 301.2) وقتي تائيد صلاحيت جوشكار لوله براي تمام حالات(All Position Qualification) لازم است يك نمونه آزماون در حالات 2G و يك نمونه در حالت 5G ضروري است ولي به جاي آن مي توان فقط از 6G استفاده نمود. نمونه آزمون جوش شياري يكطرفه با پشت بند يا نمونه آزمون جوش شياري دو طرفه، جوشكاري با پشات بناد باه حسااب ماي آيند.
16
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جوشهاي شياري با نفوذ جزئي و جوشهاي گوشه اي، جوشكاري با پشت بند به حساب مي آيند. جوشكاري كه نمونه PQR مورد قبول را جوش داده است، بصورت خودكار براي دامنه ذكر شده در بنادهاي -QW-303,QW )QW-301.2(.304 مورد تائيد خواهد بود,QW-305
الزامات آزمون جوشکار برای جوش شیاری (452-QW) اين بند استاندارد موارد زير را بيان كرده است: يك آزمون خمش رويه و يك آزمون خمش ريشه به غير از جوشكاري در حالتهااي 5G و 6G كاه نيااز باه 5 خماش دارد ( باه 452.1-QW توجه كنيد) اگر ضخامت ورق بيش از 9/4 ميليمتر باشد ماي تاوان از آزماون خماش جاانبي اساتفاده كارد. باراي جزئيات بيشتر مي توانيد 466-QW را ببينيد. يادآوري اين نكته لازم است كه در بيشتر مواقع بجاي آزمون خمش از پرتونگااري استفاده مي شود اما بايد توجه داشت در فرآيندهايي نظير GMAW با روش اتصال كوتاه و جوشكاري فلزات خاص، پرتونگاري بايد با آزمون خمش تكميل گردد ( 304-QW )
الزامات آزمون جوشکار برای جوش گوشه ای (452.5-QW) در اين حالت به يك آزمون ماكرواچ (184-QW) و يك آزمون شكست (QW-182()Fracture test) نيااز اسات. چگاونگي انتخاب آزمونه ها در 463-QW بيان شده است.
پرتونگاری(191-QW) حداقل طول 14 سانتيمتر بايد براي ورق يا جوش محيطي لوله مورد بررساي قارار گيارد. اگار جاوش محيطاي لولاه كمتار از 14 سانتيمتر بايد نمونه هاي بيشتري (تا 5 نمونه) مورد بررسي قرار گيرند(302.2-QW)
بازرسی چشمی(190-QW-302.2,QW) نمونه هاي جوشكاري شده بايد نشان دهنده نفوذ و ذوب كامل باشند.
فرآیندهای خاص
براي ديدن جزئيات تائيد صلاحيت جوشكار در فرآيندهاي ويژه اي نظير corrosion resistant overlay ياا hard facing بايد به بندهاي 381-QW-453, QW-252, QW-380, QW-402.16, QW-405.4, QW مراجعه كرد.
17
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جوشكار يا اپراتور جوشكاري كه در يك يا چند آزمايش مردود مي شود، ممكن است تحت شرايط زير آزمايش مجدد شود.
آزمایش مجدد فوری با استفاده از آزمایش مکانیکی
وقتي نمونه تائيد صلاحيت در آزمون مكانيكي مردود شد، آزمايش مجدد بايد آزمايش مكانيكي باشد. وقتي آزماون مجادد فاوري انجام شود، جوشكار يا اپراتور جوشكاري بايد براي هر حالتي كه مردود شده است دو نمونه پياپي جوش دهد. تماامي نموناه هاا بايد معيارهاي پذيرش را برآورده سازند.
آزمایش مجدد با استفاده از پرتونگاری
وقتي نمونه تائيد صلاحيت در آزمون پرتونگاري مردود شده، آزمون مجدد فوري بايد به روش پرتونگاري باشد. براي جوشاكاران يا اپراتورهاي جوشكاري، آزمون مجدد بايد دو نمونه ورق به طول 14 سانتيمتر؛ براي لوله بايد دو لوله جمعا 31 سانتيمتري باشد. به اختيار سازنده، جوشكاري كه در آزمون جوش توليدي مردود شد ممكن است به وسيله پرتونگاري طول 31 ساانتيمتر از هماان جوش توليدي، مورد آزمون مجدد قرار گيرد. اگر اين طول جوش پذيرفته گردد؛ جوشكار تائيد صلاحيت مي گردد و ناحياه اي از جوش كه در آن پيش از اين مردود شده بود بايد توسط او يا شخ ديگري ترميم (تعمير) گردد. اگر اين 31 سانتيمتر طول جوش؛ معيار پرتونگاري را برآورده نسازد، جوشكار ماردود ماي شاود. جاوش آزماون مجادد و تماام جوشهاي توليدي ا نجام شده به وسيله اين جوشكار بايد به طور كامل پرتونگاري شود و به وسايله جوشاكار تائياد شاده؛ تارميم (تعمير) شود. زماني كه جوشكار آموزش بيشتري ديد، آزمون جديد بايد براي هر حالتي كه در آن براي برآورده ساختن الزامات مردود شده بود، انجام شود.
انقضا و تجدید صلاحیت(QW-322.2()Expiration and renewal) انقضاي تائيد صلاحيت جوشكار يا اپراتور جوشكاري زماني است كه يكي از شرايط زير پيش مي آيد : الف) وقتي جوشكار در طول 6 ماه گذشته يا بيشتر با آن فرآيند جوشكاري نكرده باشد ؛ ب) وقتي دليل مشخصي براي زير سوال رفتن توانايي جوشكار وجود داشته باشد.
تجديد صلاحيت براي هر فرآيند توسط جوشكاري يك نمونه آزمون ورق يا لوله از هر جان باا هار ضاخامت ياا قطار در هار وضعيت جوشكاري و سپ آزمايش آن نمونه انجام مي گردد. در صورت مثبت بودن نتيجه آزمون، تائيد صلاحيت قبلي جوشكار براي مواد، ضخامتها، قطرها، وضعيتها، و متغيرهاي ديگري كه قبلا تائيد صلاحيت شده است، تجديد خواهد شد.
18
آزمایش مجدد و تجدید صلاحیت
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جزئيات اتصالات و علائم جوش يكي از اجزاء اصلي نقشه هاي مورد استفاده در ساخت مخازن تحت فشار جوش شده مي باشد. اين علائم نوع جوش ، ابعاد فلز جوش و همينطور اندازه پخ را براي جوشكاري تعيين مي كنند. متاسفانه علي رغم قدمت اين موضوع هنوز بسياري از كارگاه هاي ساخت از اين علائم استفاده نمي كنند.
برخي كارگاه هاي ساخت به جوشكاري بيش از حد نياز تمايل دارند ، اين موضوع نه تنها هزينه توليد را افزايش مي دهد بلكه مي تواند باعث اعوجاج در بدنه و سازه و يا حتي افزايش ريسك تخريب مخزن گردد. برخي ديگر از كارگاه ها تمايل به كاهش حجم جوشكاريها به كمتر از حد نياز دارند در اين حالت در صورتيكه بازرس اين جوشها را تشخي دهد بر تكميل جوشها اصرار خواهد داشت كه اين دوباره كاري هزينه ساخت را افزايش مي دهد . در صورتيكه اين جوشهاي ضعيف تشخي داده
نشوند مي توانند موجب كاهش استحكام مخزن و يا خرابي احتمالي آن گردند. در صورتيكه علائم جوش در نقشه ها مشخ نشده باشد سازندگان وضعيت جوشكاريها را برعهده سرپرست كارگاه قرار ميدهند و بسته به ديدگاه شخ هر يك از دوحالت فوق مي تواند اتفاق بيافتد. مسووليت طراحي و تعيين مشخصات جوشها برعهده واحد مهندسي و طراحي مي باشد. طراح است كه مشخصاتي مانند ضخامت لازم براي ديواره ، عدسي ها ، نازلها و فلنجها و تنشهاي اعمالي بر روي جوشها را مي دانند . لذا او بايد نوع و ابعاد جوشها را تعيين كرده و مشخصات آنها در نقشه ها قيد نمايد. در كد ابعاد جوشهاي نبشي نازل ها و فلنج ها بر اساس گلويه داده شده است تا محاسبات نيرويي ساده تر شود. علائم استاندارد جوش بر اساس AWS براي اعلام بعد جوش نبشي از اندازه ساق استفاده ميشود، لذا در نقشه ها بايد اين بعد ثبت گردد. براي تبديل ايندو مي توان از فرمول زير استفاده كرد:
گلويه جوش
بعد (ساق) جوش =
0.707
نبايد از افراد كارگاه انتظار داشت كه اين محاسبات را انجام دهند چرا كه زمان لازم براي اينكار را ندارند به همين دليل است كه بايد ابعاد و اندازه ها و جزئيات بصورت دقيق در نقشه درج گردد. كد AWS A2.4 علائم استاندارد جوش را تعريف مي كند كه در استاندارد ها و كدهاي امريكايي از اين نشانه ها استفاده مي شود. شكل هاي 3 و 5 خلاصه اين علائم و نشانه ها را توصيف مي كند.
جزئیات اتصالات و علائم جوش :
19
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
شكل 3– قالب استاندارد علائم جوش
21
شكل 4– نشانه هاي استاندارد نقشه جوش
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
دسته بندي خطوط جوش مخازن تحت فشار بر اساس 3-UW : كليه خط جوش هاي طولي Category A، كليه خط جوشهاي محيطي Category B، كلياه خاط جوشاهاي اتصاال لولاه باه فلانج Category C و همينطور تمامي خط جوشهاي مربوط به اتصال نازاها و رابطها در Category D دسته بندي ميشوند. اگر عدساي از نوع Hemispherical چند تكه باشد، اتصال عدسي به مخزن نيز از نوع Category A خواهد بود.
شكل 5– دسته بندي خطوط جوش
منظور از Category موقعيت قرار گرفتن يك اتصال در يك مخزن است نه نوع آن اتصال.
ضریب کارآیی اتصال )Joint Efficiency(:
ضريب كارآيي اتصال بنابر تعريفي كه در AWS A3.0 آمده برابر است با نسبت استحكام اتصال به مقاومات فلاز پاياه و بصاورت درصد بيان ميشود. در 12-UW قيد شده كه ضريب اتصال ، بجز در مواردي كه در )UW-11(a آمده، فقط به نوع اتصال و درجه آزماون غيار مخارب آن بستگي داشته و در محاسبات با حرف E نشان داده ميشود.
جدول 2– ضريب كارآيي اتصال
دسته بندی خطوط جوش:
21
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
توليد يك جوش سالم بدون سرهم بندي مناسب تقريبا غير ممكن است. اهميت بهسازي مناسب اتصالات جوشهاي طولي ، محيطي ، عدسي ها ، نازلها و لوله ها را نمي توان دست كم گرفت. همچنين در صورت وجود رنگ، زنگار، پوسته هاي اكسيدي، گري و يا چربي در مجاورت خط جوش نمي توان به يك جوش خوب و سالم دست پيدا كرد. در كد قيد شده است: در صورتيكه از برش شعله براي بريدن ورقها استفاده شود بايد لبه ها يكنواخت ، صاف و عاري از هرگونه پوسته هاي اكسيدي و سرباره باشد. قبل از شروع جوشكاري ، تمام سطح مجاور تا فاصله "1⁄2 براي فلزات آهني و تا "2 براي فلزات غير آهني بايد از هرگونه رنگ، پوسته اكسيدي، زنگار، گري يا چربي پاكسازي شود . در صورتيكه از اتصالات جوش سربه سر يك طرفه استفاده شود بايد دقت خاصي در همترازي و ايجاد فاصله ريشه مناسب به منظور تامين نفوذ و ذوب كامل ريشه اعمال گردد. مقدار ناهمترازي مجاز در اتصالات جوش سر به سر براساس كد در جدول 33-UM (جدول 3) مشخ شده است .
جدول 3- ميزان ناهمترازي )Hi-Lo or Misalignment( مجازبر اساس 33-UW
آماده سازی سرهم بندی:
22
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جدول 5– مرجع كد ميزان ناهمترازي
شكل 6- حداكثر فاصله ريشه )Gap( در جوشهاي لب به لب مطابق 469.2 & 469.1 ASME Sec. IX
در مخازن با قطر كوچك يا لوله ها كه دسترسي به داخل آنها ميسر نيست بايد در سرهم بندي قطعات همسان دقت ويژه اي به خرج داد . وقتي كه ضخامت لوله ها يكسان نباشد، و ضخامت لوله به حد كافي باشد مي توان با ماشينكاري لوله ي ضخيم تر سرهم بندي را تسهيل كرد. در صورتيكه قطر داخلي لوله ها يكسان نباشد دستيابي به نفوذ كامل جوش درون ريشه مشكل است.
در اين حالت براي جلوگيري از عيوب پاس ريشه و ترك بايد همترازي قطر لوله ها به طور مناسبي صورت گيرد .
23
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
اتصال ضخامتهای غیر یکسان بر اساس )UW-9(c : درصورت اتصال لب به لب دو قطعه كه تفاوت ضخامت آنها بيشتر از يك چهارم ضخامت قطعه نازك تر يا "1⁄8 )3mm(، هر كدام كمتر، باشد، مقدار اختلاف ضخامت بر اساس )UW-9(c بايد به نسبت 1 به 3 شيب داده شود)Taper(.
شكل 7- اتصال ضخامتهاي غير يكسان بر اساس )UW-9(c
لبه سازي مناسب در مخازن تحت فشار از اهميت ويژه اي برخوردار است. بسياري از عيوب جوش ناشي از اشكالات موجاود در لبه سازي ها ايجاد مي شوند. با توضيحاتي كه داده شد اهميت بازرسي از لباه ساازي و سارهم بنادي قبال از شاروع جوشاكاري مشخ مي گردد. درصورتيكه لبه سازي بطور مناسب صورت نگرفته باشد ميتوان از روش بازسازي )Build UP( براي اصلاح آن
استفاده نمود.
شرایط انجام بازسازی )Build Up( مطابق 42-UW : سازه هايي كه رسوب فلز جوش بر روي سطح فلز پايه به منظورهاي :
الف) بازيابي ضخامت فلز به لحاظ استحكام ب) اصلاح شكل طرح اتصال جوش براي فراهم اوردن الزامات )UW-9(c و )UW-33(b
اجرا ميگردد بايد مطابق با قوانين زير انجام شود: 1- قبل از شروع جوشكاري بايد روش جوشكاري لب به لب بر طباق الزاماات كاد ASME Sec. IX باراي ضاخامت فلاز
جوشي كه رسوب داده ميشود مورد ارزيابي و تاييد قرار گيرد. 2- تماميفلزجوشرسوبدادهشدهبايددرتماميسطحيابوسيلهآزمونذراتمغناطيسي)MT(مطابقالزاماتضاميمه
6 و يا آزمون مايع نافذ )PT( مطابق الزامات ضميمه 8 مورد آزمايش قرار گيرد.
زمانيكه عمليات بازسازي بر روي اتصالي انجام شود كه نياز به آزمون پرتونگاري كامل يا نقطه اي دارد، فلاز جاوش رساوب داده شده نيز بايد مشمول اين آزمون قرار گيرد.
24
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
برخي از آرايشهاي اتصالات مجاز در مخازن تحت فشار در شكلهاي موجود در بخشهاي 16-UW-20 ،UW و 21-UW آورده شده است.
عملیات حرارتی در جوشکاری :
عمليات جوشكاري ذوبي به طور طبيعي باعث حرارت ديدن نواحي اطراف خط جوش مي گردد . دماي نواحي مجاور جوش مي تواند از دماي ذوب در مرز ذوب تا دماي محيط درفاصله چند اينچي از خط جوش تغيير كند . تاثير حرارت جوشكاري بر خصوصيات فلز پايه به دمايي كه آن ناحيه به آن مي رسد ، مدت زماني كه در اين دما قرار ميگيرد وبه سرعت سرمايش بعداز
جوشكاري بستگي دارد بنابراين بايد از تغييراتي كه در نواحي گرم شده اتفاق مي افتد اطلاعات كافي داشت. غالبا ناحيه فلز جوش از فلز پايه مستحكم تر است اما انعطاف پذيري آن كمتر است . ناحيه متاثر از حرارت(HAZ ) منطقه اي است كه ريسك ترك خوردن در آن به دليل ساختار درشت دانه در مجاورت مرز ذوب و انعطاف پذيري بسيار پايين بالاست . اين كاهش انعطاف پذيري و همچنين كاهش چقرمگي بايد با تمهيداتي به منظور كاهش تاثير حرارت جوشكاري به حداقل
رسانده شود . برخي از موادي كه مي توان بدين منظور مد نظر قرار داد عبارتند از : انتخاب صحيح فلز پايه و الكترود ، پيشگرم قبل از جوشكاري ، استفاده از دستورالعمل جوش مناسب و در نهايت پ گرم بعد از جوشكاري.
پیش گرم و درجه حرارت بین پاسی
ف ولادهاي فريتي وقتي كاه از دمااي جوشاكاري تاا دمااي محايط سارد ماي شاوند تغييارات فاازي متاالورژيكي را از سار ماي گذرانند.فولادهاي نرم حاوي بيشتر از 1.2درصد كربن و 1 درصد منگنز نيستند زماني كه ضخامت آنها 24 ميليمتار و كمتار اسات مي توانند بدون نياز به پيش گرم جوشكاري شوند . با اين حال چنانچه با زياد شدن كربن ، منگنز ، سيليسيم و يا افزودن كاروم و ساير عناصر آلياژي آناليز شيميايي فولاد تغيير كند ، پيش گرم به طور فزاينده اي اهميت مي يابد زيارا فولادهااي باا كاربن باالا و فولادهاي كروم موليبدن زماني كه از درجه حرارت جوشكاري تا درجه حرارت محيط به سرعت سارد شاوند ماي توانناد باعاث تشديد ساختارهاي مارتنزيتي – باينيتي و ساير ساختارهاي فازي ديگر كه به ترك حساس هساتند گردناد .همچناين ايان تواناايي براي هيدروژن فراهم است تا از پوشش الكترودها در فرآيند جوشكاري (SMAW ) يا از رطوبت موجود در سطح فلاز درون فلاز جوش نفوذ نمايد . همچنين زماني كه جوش سرد ميشود تنشهاي ناشي از انقباض به قطعات مورد جوشكاري تحميل گشته باعاث پيچيدگي در آنها مي گردد و چنانچه ضخامت افزايش يابد شوك حرارتي ناشي از جوشكاري مي تواند بطور آسانتري باعث ايجاد
ترك گردد. پيشگرم قبل از جوشكاري راه حلي براي اين مشكلات است پيش گرم سرعت سرد شدن اتصاال جاوش را كااهش ماي دهاد و باعث ميشود كه ساختارهاي متالورزيكي فلز جوش و ناحيه متاثر از آن داكتيل تر (نرم) شود. پيش گارم اجاازه ماي دهاد اتمهااي هيدروژن محلول در فلز راحت تر به سطح فلز نفوذ و از فلز خارج شوند همچنين كمك مي نمايد تا انقبااض، پيچيادگي و تارك هاي احتمالي ناشي از تنش هاي پسماند كاهش يابند . پيش گرم همچنين درجه حرارت را در بيشتر فلزات به اندازه كافي بالا ماي برد تا از درجه حرارت انتقال شكست نرم به شكست ترد بيشتر باشد.
25
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
پیش گرم درمخازن تحت فشار ASME Sec. VIII Div.1 Appendix R
پيش گرم را در جوشكاري براي تكميل عمليات جوشكاري مي توان بكار برد. حارارت ناشاي از جوشاكاري ماي تواناد باه نگهداري دماي پيش گرم بعد از شروع جوشكاري كمك كند وبراي مقاصد بازرسي از جمله كنتارل درجاه حارارت نزدياك جوش استفاده كرد. لزوم پيش گرم ودرجه حرارت پيش گرم به فاكتورهايي مانند آناليز شيميايي، درجه مهار قطعاتي كه باه هام متصال ميشاوند، خواص فيزيكي وضخامت بالا بستگي دارد. روش و دامنه پيش گرم به طور مشخ ارائه نشده است. قوانين اجباري براي پيش گرم در اين بخش از استاندارد 1.ASME sec VIII Div پيش بيني نشده مگر در مواردي كه در زير نويسهايي كه به عنوان استثناء ها در جدول (56-UCS ) وهمين طور در (32- UHT) كه مربوط به تانش زداياي هساتند قياد شده است. پاره اي عمليات كه براي پيش گرم كردن مورد استفاده قرار مي گيرد به عنوان يك قاعده عمومي براي متريالهايي كه به وسيله (.P No ) هاي بخش استاندارد ( ASME SEC IX ) فهرست شده اند در زير آورده شده است . لازم به ذكر است كه درجه حرارتهاي پيش گرم كه در زير بر اساس (.P No ) فهرست وار ليست شاده اناد لزوماا موفقيات كامل اتصال جوشكاري شده را تضمين نمي نمايد . والزاماتي كه براي موادي كه به تنهايي در ليست (.P No ) ها آمده ممكن است كه پيش گرم با محدوديتهاي بيشتر يا كمتر از آنچه در قاعده عمومي بياان شاده داشاته باشاد. باراي مثاال : مترياال باا مشخصه (6 .P No ) در استاندارد] (ASME SEC IX) APPendix. D [ به تعدا 17 متريال وجود دارد كاه در ( APPendix [ 400 ̊F ) 204 ̊C(] بصاورت عماومي دمااي ) P No. 6 Gr1,2,3 ( در همين استاندارد براي پيش گارم كاردن ايان )R پيشنهاد داده شده است كه ممكن است عملا اين دما براي بعضي از اين متريال ها تغيير كند حال ممكن است كام وياا زيااد شود . به طور معمول وقتي كه دو فلز با مشخصه (.P No ) هاي متفاوت به وسيله جوشكار به هم متصال ماي شاوند دمااي لازم براي پيش گرم ، دماي متريالي است كه نياز به دماي پيش گرم بيشتر داشته باشد . مطابق استاندارد ( ASME SEC IX ) در( WPS ) حداقل دماي پيش گرم براي متريال هايي كه شرايط لازم بري داشتن ايان دما را دارند بايد تعيين گردد واين حداقل دما هم قبل از شروع عمليات جوشكاري وهم حين عمليات جوشكاري بايد اعمال شود. البته بايد توجه كرد كه در بعضي از متريال هاي خاص اين حاداقل دماا حتاي بعاد از اتماام جوشاكاري باراي مادت مشخصي كه در ( WPS ) مشخ ميشود مي بايست اعمال شود. دماي پيشنهادي پايش گارم درماورد جاوش مخاازن ، باه تفكيك متريال در ] (ASME sec VIII Div.1 )APPendix R [ بيان شده است. به عنوان مثال در پاراگراف( 1-R) از App. R كد آمده كه براي متريالهاي داراي( P No. 1 Gr1,2,3 ) عوامل مهم در نيااز باه پيش گرم عبارتند از: 1- ميزان درصد كربن ( بيشتر از( %0.3 ) در صد باشد) 2- ضخامت بيشتر از (.in 1 ) 24 ميليمتر باشد. با داشتن اين شرايط نياز به پيش گرم تا درجه حرارت C ̊79 در غير اينصورت درجهC ̊10 كافي است .
26
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
براي ساير .P Noها هم در پاراگرافهاي ديگر اين ضميمه توصيه هاي پيشگرم آورده شده است. محدوده درجه حارارت باين پاسي بايد مورد ملاحظه قرار مي گيرد تا از تاثيرات مخرب بر خواص ميكانيكي متريال جلوگيري شود.ضميمه (R ) همچنين در بردارنده اطلاعات پيشگيرانه اي در مورد درجه حرارت بين پاسي مي باشد. فلزات كوئنچ و تمپار شاده باا مشخصاه ( P ) Toughness( ممكن است در درجه حرارتهاي بالا از نظر استحكام و چقرمگاي ) P No.11 ALL Gr.( و ) No.10C Gr.3 دچار آسيب هايي گردند. در چنين حالتهايي حداكثر درجه حرارت بين پاسي بايد تعيين گردد. اين موضوع باه خصاوص در فلزات نازكتر مهم است. بطور كلي به استفاده كننده از كد بايد توصيه گرددكه درجه حرارت بين پاسي تا حد امكان به درجاه حرارت پيش گرم نزديك باشد و اين درجه حرارت از 314 درجه سانتي گراد تجاوز ننمايد. در ضميمه R براي فلزات كوئنچ و نمپر شده با مشخصه (P No. 10D Gr.P4 ) و (5 P No . 10 E Gr . P ) حداكثر درجاه حارارت باين پاساي 231 درجاه
سانتي گرادپيشنهاد شده است. براساس پارگراف (30-UW ) در استاندارد (1. ASME SecVIII Div ) حداقل دمايي كه ميبايست جوشكاري انجام شود قيد شده است.
پاراگراف ( 30-UW ) – کمترین دمای مجاز برای جوشکاری توصيه مي شود كه هيچ نوع عمليات جوشكاري در مواقعي كه دماي فلز مبنا كمتر از 18- درجه سانتي گراد مي باشد انجاام نگاردد. در دماهاي ما بين صفر درجه سانتي گراد و 18- در جه سانتي گراد سطح تمام قسمت ها در حدود 76 ميليمتر نسبت به نقطه جوش بايد تا دمايي كه حداقل گرماي آن قابل ح بوسيله دست باشد گرم شود.(بصورت تخميني باياد بيشاتر از 16 درجاه ساانتي گاراد باشد.) و سپ جوشكاري شروع شود . همچنين توصيه مي شود در مواردي كه سطح مورد جوشكاري خي يا پوشيده از ياخ ماي باشد و يا زماني كه برف در حال بارش روي سطوح جوشكاري مي باشد،يا در خلال مدتي كه وزش شديد بااد صاورت ماي گيارد عمليات جوشكاري انجام نگردد مگر در مواردي كه جوشكار يا اپراتور جوشكاري و محل جوشكاري بطور مناسب از ماوارد فاوق حفاظت شود.
پسگرم ( PWHT )
) ASME sec. VIII Div.1 ( پسگرم در استاندارد چندين عامل ،تعيين كننده عمليات پسگرم در مخازن تحت فشار هستند كه چند مورد از آنها در زير آمده :
1- سروي مخزن مطابق (UW2 ) و( 68-UCS )
2- جن متريال مخزن مطابق ( 3.Ucs-56PNo.3 Gr )
3- ضخامت براساس جن متريال مخزن مطابق(56-UCS-56,UHA-32,UNF (
5- عمليات فرمينگ سرد مطابق (79-UCS )
4- فرايند جوشكاري مطابق (56 USC )
1-سرویس:
UW-2(a) پاراگراف
27
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
الف) طبق ])UW-2(a[ در صورتيكه سروي مخزن حاوي مواد كشنده باشد پسگرم (PWHT) ، الزاماي و اجبااري (Mndatory ) مي شود. تعريف سروي كشنده طبق پاورقي (2-UW ): مواد كشنده به گازها و مايعاتي اطلاق ميشوند كه مقدار بسيار ناچيزي از گاز بخار مايع چه مخلوط و چه غير مخلوط با هوا ، زمانيكه تنف شوند براي زندگي خطرناك باشند. براي اهداف اين بخش ، اين كالاس شامل موادي با اين خواص مي شود كه تحت فشار نگه داشته مي شوند يا ممكن است اگر در مخاازن در بساته نگهاداري شاوند توليد فشار نمايند .
UCS-68(b) پاراگراف-
ب) طبق (68-UCS ) در صورتيكه سروي داراي دماي منفي در حدود 58- درجاه ساانتي گاراد باشاد باا توجاه باه منادرجات
(68-UCS ) اتصالات جوشكاري شده مي بايست پسگرم (PWHT ) شوند . پاراگراف ])UCS-68(b[
زمانيكه طبق ساير مقررات اين بخش (Division ) لازم باشد ، اتصالات جوشكاري شده بايد مطابق با الزامات (40-uw ) پساگرم (PWHT ) گردد . زمانيكه حداقل درجه حرارت طراحي فلز سردتر از 58- درجه سانتي گراد باشد و نسبت انطباق تعياين شاده در شكل 242(66.1-Fig.UCS ) برابر 1.34 يا بيشتر است پسگرم (PWHT) لازم است با ايان اساتثناء كاه ايان الزاماات در ماورد اتصالات جوشكاري شده زير در مخازن و اجزاء آنها كه از مترياال (1.P No) سااخته شاده اناد و ايان مترياال در حاداقل درجاه حرارت طراحي يا سردتر از آن مطابق (48-UG ) مورد تست ضربه قرار گرفته باشد به كار نمي رود .حاداقل مياانگين انارژي فلاز
مبنا و اجزاء جوشكاري شده بايد به جاي اعداد نشان داده شده در شكل (84.1-UG ) برابر با ])ft –Ib(34J 25[ باشد. (1) – اتصالات طبقه (A&B ) Category نوع 1 كه در زمره اتصالات قيف به بدنه نيستند و بطور 111 درصد پرتونگااري شده اند. در اتصالات طبقه (A&B ) Category كه مقاطعي با ضخامتهاي نا مساوي را با هم وصل مي كند، ضخامت ورق ضاخيم
تر بايد باشيبي كه بيشتر (3:1 ) نيست برابر با ضخامت ورق نازكتر گردد. (2) – جوشهاي گوشه اي (Fillet ) كه ابعاد ساق (leg ) آنها از ](9.5mm ) 3/8in [ تجاوز ننمايد.و متعلقاتي را وصال مي كند كه بار چنداني را تحمل نمي كنند. مشروط بر اينكه متريال متعلقات و متريال جاوش ، الزاماات (56-UCS ) و (67-UCS ) را برآورده نمايد. منظور از متعلقاتي كه بار چنداني را تحمل نمي كنند در اينجا آنهايي هستند كه مقدار تنش در جوش محل اتصال از 24 درصد مجاز تجاوز ننمايد. تمامي چنين جوشهايي بايد بر طبق ضميمه 6 يا 8 مورد آزمايشات (PT ) يا(MT ) قرار گيرد.
2) جنس متریال مخزن (مطابق 56-UCS ) دليل پسگرم (PWHT ) بعضي از متريالهاي آهني صرفا بخاطر نوع جن آنهاست و ميزان ضخامت در اين امر تاثيري نادارد. ايان متريالها در هر ضخامتي مي بايست پسگرم(PWHT ) شوند. اين متريالها مي توانند به صورت دسته اي از متريالها باشند مثل كلياه متريال ها با مخشصه (3.P No.3 Gr ) و (1.P No.10B Gr ) همچنين مي توانند بصورت يك مترياال خااص باشاند مثال مترياال (SA-487 CLASS 1Q ) با مشخصه (1.P No.10A Gr ) كه در تمامي ضخامتها مي بايست پسگرم شوند. دليل پسگرم (PWHT ) بعضي از متريالهاي غير آهني نيز صرفا بخاطر نوع جن آنها است و ميزان ضخامت بار ايان امار تااثيري ندارد. اين متريال ها در هر ضخامتي مي بايست پسگرم (PWHT ) شوند. مطابق پاراگراف ])UMF-56(C[ مترياال (148-SB ) و آلياژ (954 ALLOY CDA ) از اين دسته هساتند و همينطاور پااراگراف ])UMF-56(D[تماامي محصاولات زيار كونياوم دار باا
28
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
مشخصه (Grade R60705 ) را لازم ديده كه در مدت چهارده روز پ از جوشكاري پساگرم (PWHT ) باياد باراي آنهاا انجاام شود.بعض از متريالهايي كه داراي (Grade R60705 ) هستند عبارتند از (SB-493,SB523,SB550,SB658 )
3)- ضخامت :
طبق (56 UCS ) براي متريال هاي مختلف ، ضخامتهايي كه بايد پسگرم(PWHT ) شوند مشخ شده است . بطور مثال براي ( P 3&1,2.No.1 Gr . No ) وقتي كه ضخامت آنها بيشتر از 38 ميليمتر باشد مي بايست پسگرم انجام شود. و مطابق پارگراف)b(در زير نوي جدول )56-UCS( براي متريال هاي3&1,2.P No.1 Gr . No ) ضخامت بيشتر از 32 ميليمتر و كمتر از 38 ميليمتر چنانچه هنگام جوشكاري عمليات پيش گرم تا دماي 93 درجه سانتي گراد اعمال شده باشد ، نيااز باه پساگرم نيست .محدوده ضخامت براي متريال هاي مختلف متفاوت است . محدوده ضخامت ،دما ،و مدت زماان نگهاداري باراي مترياال هاي مختلف در جدول56-UCS (جدول 4) بيان شده است.
:) PWHT( الزامات عمليات حرارتي پ از عمليات جوشكاري (UCS-56) پاراگراف- (a )- قبل از بكار بردن جزئيات الزامات و معافيتهاي اين پاراگراف ، روشهاي جوشكاري آزمايشات، تاييد كيفيت اين روشاها باياد طبق متغيرات اساسي مندر ج در (ASME Sec.IX ) منجمله شرايط پسگرم (PWHT ) ياا عادم پساگرم(PWHT ) و همچناين ساير محدوديت هايي كه در زير ليست شده است بطور موفقيت آميزي انجام گردد.به جاز موارديكاه بطاور اخا در زيار ناوي جدولهاي )56-UCS(و)56.1-UCS( قيد گرديده تمامي جوشها در مخازن تحت فشار يا متعلقات آنها بايد در درجه حرارتي كاه
كمتر از مقدار مشخ شده در آن جداول نيستند مورد پساگرم قارار گيارد مشاروط بار اينكاه ضاخامت اسامي همانگوناه كاه در ])UW-40(f[ تعريف شده منجمله مقدار مجاز خوردگي از محدوده مجاز مندرج در اين جداول تجاوز نمايد. چنانچه مطابق )68-UCS( الزام به پسگرم بخاطر سروي باشد يا زمانيكه فولادهاي فريتي با ضخامت بيشتر از 3 ميليمتر با فرآيناد جوشكاري اشعه الكتروني جوشكاري گردناد. ياا زمانيكاه فولادهااي باا (3.P No.5A,5B,5C( ،) P No.4( ، ) P No )و ( P 10.No ) با هر ضخامتي توسط فرايند جوشكاري اصطكاكي جوشكاري مي شوند، معافيتهاي منادرج در جاداول (56-UCS ) ياا (56.1-UCS) را نمي توان اعمال نمود. فولادهاي فريتي كه ضخامت انها در محل اتصال بيشتر از 38 ميليمتر است و توسط فرايند (ESW ) جوشكاري شده اند بايد تحات عمليات حرارتي ريز دانه شدن قرار گيرند. جوشهايي كه در فولادهاي فريتي كه با فرايند(ESW ) جوشكاري شاده اناد و ضاخامت هر پاس به تنهايي بيشتر از 38 ميليمتر مي باشد بايد تحت عمليات حرارتي ريز دانه شدن قرار گيرد.فقط در فولادهاي باا (1.P No ) زماني كه عمليات حرارت بعد از جوشكاري در محدوده ريزدانه شدن قرار دارد محدوديتهاي قرار داده شده در (2)(d) و (5)(d) در زير در مورد سرعت هاي سرد شدن و گرم شدن نبايد به كار برده شود. موادي كه در جادول (56-UCS ) آورده شاده اناد بار طبق گروه بندي مواد بر طبق (422-QW ) از (ASME Sec .IX ) و همچنين جدول (23-UCS) ليست شده اند . b) –به جزء مواردي كه در جدول (56-UCS ) منع گرديده . درجه حرارت و زمان نگهداري مي تواند بيشتر از حداقل تعيين شاده در جدول (56-UCS ) باشد. پسگرم هاي مياني نيازي نيست كه با الزامات جدول(56-UCS ) مطابقت داشته باشد زمان نگهداري در درجه حرارت پسگرم كه در جدول(56-UCS ) مشخ شده نيازي نيست كه بطور پيوسته باشاد ايان زماان ماي تواناد جماع زمانهاي نگهداري در اين درجه حرارت طي چند عمليات پسگرم انجام شده باشد.
c) چنانچه دو جزء از مخزن كه تحت فشار قرار مي گيرند ولي داراي (.P No ) هاي متفاوتي هستند. توساط جوشاكاري باه هام متصل مي گردند پسگرم (PWHT ) بايد مطابق با آنچه در (56-UCS ) يا (32-UHA ) و زير نوي ها هست حارارت پساگرم آن بيشتر باشد. اگر اجزائي كه تحت فشار قرار نمي گيرند به بخشهايي كه تحت فشاار قارار ماي گيرناد جوشاكاري شاوند درجاه
حرارت پسگرم (PWHT ) جزئي كه تحت فشار قرار مي گيرد بايد كنترل گردد.
29
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
d) پسگرم ( PWHT ) بايد بوسيله يكي از روشهاي ارائه شده در (40-UW ) و مطابق با الزاماتي كه در زير آورده مي شاود اجارا گردد. 1) در جه حرارت كوره در زماني كه مخزن يا بخشي از آن در كوره قرار مي گيرند.نبايد بيشتر از 524 درجه سانتي گراد باشد. 2) در بالاتر از 524 درجه سانتي گراد سرعت گرم كردن نبايد بيشتر از 222 درجه سانتي گراد برساعت تقسيم بر حاداكثر ضاخامت ورق بدنه يا كلگي بر حسب اينچ باشد. ولي به هيچ عنوان نبايد از 222 درجه سانتي گراد بر ساعت بيشتر باشد. در خلال گرم كردن تغييرات درجه حرارت در بخشي از مخزن كه در گرم شدن است نبايد بازاي هر 14 فوت يا 5.6 متربيشاتر 121 درجه سانتيگراد باشد. زير نوي نيازي نيست كه سرعتهاي گرم كرن وسرد كردن كمتر از 46 درجه سانتي گراد بر ساعت باشد باا ايان در تماامي ماوارد براي پرهيز از صدمات ناشي از شيب حراتي بيش از حد به سازه هاي پيچيده ومحفظه هاي بهم چسبيده سرعتهاي گرم كردن وسارد كردن پايين بهتر است . 3) مخزن يا بخشي از آن در درجه حرارت مشخ شده در جدول ( 56-UCS ) ياا (56.1-UCS ) وياا بيشاتراز آن وباه مادت زماني كه در جدول مشخ شده نگاه داشته شود. در خلال زمان نگهداري نبايد بين بالاترين وپايين ترين دماي آن بخش از مخازن كه در حال گرم شدن است بيش از 83درجه سانتي گراد اختلاف دما وجود داشاته باشاد مگار اينكاه محادوده دماايي ماا بيشاتر از محدوده هاي جدول ( 56-UCS) باشد. 5)در خلال گرم كردن و سرد كردن اتمسفر كوره بايد طوري كنترل شود كه از اكسيداسيون اضافي ساطح مخازن جلاوگيري گاردد. كوره بايد طوري طراحي شده باشد تا شعله بطور مستقيم با سطح مخزن اصابت ننمايد. 4) در بالاتر از دماي 524 درجه سانتي گراد سرد كردن بايد در يك كوره در بسته يا محفظه سرد كن باشد و با سرعتي بيشتر از 281 درجه سانتي گراد بر ساعت تقسيم بر حداكثر ضخامت فلز بدنه يا كلگي بر حسب اينچ نباشد، انجاام شاود ولاي در هايچ شارايطي نبايد از 281 درجه سانتي گراد بر ساعت تجاوز نمايد از دماي 524 درجه سانتي گراد به بعد مخزن ماي تواناد در هاواي آزاد سارد شود. e ) به جزء در مواردي كه در زير (f ) اجازه داده شده ، مخزن يا اجزائي از مخزن كه طبق الزامات اين پااراگراف پساگرم شاده اناد بايد بعد از تعميرات و جوشكاري مجددا پسگرم شود .
f ) تعميرات جوشكاري فلزات باا (3&1,2.P No. 1 Gr.No ) و (3&1,2.P No. 3 Gr.No ) همچناين جوشاهاي كاه ايان فلزات را به هم وصل مي نمايد مي تواند بعد از پسگرم نهايي و قبل از هيدروتست نهايي بدون اينكاه پساگرم اضاافي داشاته باشاد انجام شود مشروط بر اينكه پسگرم جزء الزامات سروي مندرج در ])UW-2(a[ نباشد به استثناء معافيات هااي جادول -UCS(
)56 يا به مثابه يك الزام سرويسي بر طبق )68-UCS( تعميرات جوشكاري بايد (1 ) تا (6) باشند . اين شرايط الزامات زماني كه تعميرات جوشكاري بر روي سطح فلز مانند تعميراتي كاه بعد از برداشتن فيكسچر ها انجام مي گرددجزئي هستند و مشروط بر اينكه اين سطح با محتويات داخل داخل مخزن تمااس ندارناد لازم الاجرا نيستند. (1)- سازنده بايد تعمير را از قبل به اطلاع مشتري يا نماينده او برساند و نبايد تا زمانيكاه موافقات او جلاب نشاده عمال تعميار را شروع نمايد . اين تعمير گزارش گردد. (2)-مجموع عمق هاي تعمير بر روي فلزات با (3&1,2.P No. 1 Gr.No ) نباياد از 38 ميليمتار و بار روي فلازات( 3 .P No 3&1,2.Gr.No ) نبايد از 16 ميليمتر تجاوز نمايد. مجموع عمق تعمير بايد از طريق جمع عماق هاا ي تعميارات انجاام شاده در دوطرف جوش در يك موضع معين تعيين نمود. (3)- بعد از برطرف نمودن عيب ، شيار بايد توسط روشهاي (MT )يا (PT ) مطابق (6.APP ) باراي (MT ) و (8.APP ) باراي (PT ) مورد آزمايش قرار گيرد . (5)- علاوه بر الزامات مندرج در (ASME Sec. IX(براي ارزيابي كيفي (WPSs ) ها براي جوشها شياري الزامات زير بكاار بارده شود:
31
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
(a ) – فلز جوش بايد توسط فرآيند (SMAW ) و بطور دستي و باا بكاار باردن الكترودهااي كام هيادروژن رساوب داده شاود . الكترودها بايد بطور مناسبي مطابق با (ASME Sec.II Part C SFA5.5) و ( APP.A6.11 ) آماده گردند . پهناي مهره جوش بايد حداكثر چهار برابر قطر مغزي الكترود باشد . (P No.1 Gr.No.1,2&3( -) b)منطقه تعمير بايد در خلال جوشكاري تا حداقل 94 درجه سانتي گراد پيش گرم شود و در ايان درجه حرارت نگهداشته شود. (c ) –براي فلزات (3&1,2.P No.3 Gr.No) روش تعمير جوش بايد با تكنياك (Temper-Bead welding ) انجاام شاود . بدين معني كه بعد از اجرا هر مهره جوش نيمه رويي آن توسط سنگ زني برداشته شده و سپ مهره بعدي رسوب داده مي شود تاا در اثر حرارت آن نيمه باقي مانهد مهره جوش قبلي (temper) گردد.اين عمليات ادامه مي يابد تا تعمير جوش خاتمه پذيرد. ناحياه تعمير بايد در خلال جوشكاري تا حداقل 94 درجه سانتي گراد پيش گرم شود . و اين درجه حرارت باقي بماند. در جه حرارت بين پاسي بايد حداكثر 231 درجه سانتي گراد باشد لايه اول فلز جوش بايد توسط الكترودي با قطر حداكثر 3 ميليمتر و بار روي تماامي سطح رسوب داده شود. تقريبا نيمي از ضخامت اين لايه بايد قبل از رسوب لايه بعدي توسط سنگ زدن برداشات شاود لاياه هااي بعدي بايد با استفاده از الكترودهاي با قطر 5 ميليمتر و به شيوه اي رسوب داده شود كه از تمپر شده مهره جوشاهاي قبلاي و ناواحي مجاور آن (haz ) اطمينان حاصل گردد. يك مهره جوش تمپر كننده نهايي بايد در سطحي بالاتر از سطحي كه بايد تعمير گردد رسوب داده شود ايان مهاره باياد باافلز مبناا تماس نداشته باشد ولي به اندازه كافي به لبه جوش زيري نزديك باشد . تا از تمپر شدن ناحيه متاثر از جوش اطمينان حاصل گردد. بعد از خاتمه عمليات جوشكاري ناحيه تعمير شده بايد براي حداقل مدت چهار ساعت درجه حارارت 214 تاا 261 درجاه ساانتي گراد نگهداشته شود گرده جوش لايه نهايي تا هم سطح فلز مبنا توسط سنگ زدن برداشته شود . 4)- بعد از اينكه فلز جوش تعمير تا درجه حرارت محيط سرد شدبايد توسط همان روشهاي بكار رفته در بالا )3()f( مورد بازرساي قرار گيرد بجزء در مورد فلزاتي كه آزمايش آنها بايد 58 ساعت پ از رسيدن فلز جوش تعميري تا درجه حرارت محيط بايد انجاام گيرد. تا حضور تركهاي به تاخير افتاده احتمالي جوش معين گردد. اگر آزمايش به روش)mt( انجام مي شود فقاط اساتفاده از ياوك با جريان متناوب قابل قبول است . علاوه بر اين تعميرات جوشي كه عمق آنها در فلز و جاوش بيشاتر از 11 ميليمتار اسات مطاابق مقررات اين بخش بايد پرتونگاري گردند بايد مطابق الزامات (51-UM ) مورد آزمايش پرتونگاري قرار گيرند. 6)- بعد از انجام تعميرات جوشكاري مخزن بايد تست ئيدرواستاتيك گردد.
31
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جدول 4- شرايط پسگرم براي متريال با 1 .P No
32
- جداول (56-UCS ) همراه با پاورقي هاي آنها جدول پسگرم (PWHT ) مربوط به متريال با مشخصه (3&1,2 .P- No.1 Gr ) يادداشتهاي مربوط به)4&1,2,3 .P- No.1 Gr ( 1)- زمانيكه پسگرم (PWHT ) در درجه حرارتي كه در اين جدول مشخ شده امكان پذير نباشد اين اجاازه داده ماي شاود كاه پسگرم(PWHT ) در درجه حرارت كمتر و براي زمان طولاني تري مطابق با جدول (56.1-USC ) انجام شود . 2)- پسگرم (PWHT ) در درجه حرارت كمتر و براي زمان طولاني تر مطابق با جدول (56.1-USC ) انجام شود . a )-براي فلز جوشها يي با ضخامت اسمي بين 32 ميليمتر تا 38 ميليمتر مگر اينكه در خلال جوشكاري تا دماي حاداقل 94 درجاه سانتي گراد بايد پيش گرم شده باشند. c ) –براي اتصالات جوشكاري شده با هر ضخامتي كه مطابق (2-UW ) نياز پسگرم (PWHT ) داشته باشد. پسگرم (PWHT ) تحت شرايط زير الزامي و اجباري (Not Mandatory ) . نيست 1)- براي جوشهاي شياري كه اندازه آنها از 13ميليمتر بيشتر نباشدو همچنين جوشهاي گوشاه اي (fillet ) كاه انادازه گلاويي آنهاا (Throat ) بيشتر از 13 ميليمتر نيست و نازلهايي را متصل مي كند كه قطر داخلي تمام شده آنها بيشاتر از 2 ايانچ نيسات مشاروط
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
براينكه فاصله مركز به مركز اين نازلها آن چنان نباشد كه از نظر طراحي لازم باشد كه ضخامت بدنه يا كلگي مخازن افازايش ياباد و همچنين تا حداقل درجه حرارت 94 درجه سانتي گراد بايد پيش گرم شده باشد . 2)- در اتصال تيوب هاي با قطر كمتر از 2 اينچ به (Tubesheet )ها چنانچه ضخامت جوش شياري از 13 ميليمتر بيشتر نباشد نياز به پسگرم (PWHT ) نيست چنانچه مقدار كربن (Tubesheet ) ها بيشتر از 1.22 درصد باشد تا حداقل درجه حرارت 94 درجاه سانتي گراد بايد پيشگرم شده باشد. 3)- در اتصال اجزائي كه تحت فشار نيستند به اجزائي كه تحت فشار هستند براي جوشها ي شياري كه ضاخامت آنهاا بيشاتر از 13 ميليمتر نيستيا جوشهاي (Fillet ) كه اندازه گلويي آنها (Throat ) بيشتر از 13 ميليمتر نيست نياز باه پساگرم (PWHT ) ندارناد مشروط بر اينكه اگر ضخامت جزء تحت فشار بيشتر از 32 ميليمتر باشد پيش گرمايش تا حداقل 94 درجه سانتي گرادبايد بكار برده شود. 4) – براي جوشهاي مقاوم به خوردگي كه بصورت لايه اي روي فلز قرار مي گيرند (Cladding) يا جوشهايي كه جوشاهاي لاياه هاي مقاوم به خوردگي را به هم متصل مي نمايند(به پاراگراف 34-UCL مراجعه كنيد) نياز به پسگرم (PWHT ) ندارناد مشاروط بر اينكه اگر ضخامت جزء تحت فشار بيشتر از 32 ميليمتر باشد پيش گرمايش تا حداقل درجه حرارت 94 درجه ساانتي گاراد باياد بكار برده شود.
4)- عملیات فرمینگ سرد (مطابق 79-UCS)
) UCS-79(پاراگراف - شكل دادن كلگي ها و بدنه مخازن a )علاوه بر مقرارت براي شكل دادن كه در (79-UG ) آورده شده شرايط زير بايد بكار برده شود . b ) ورقهاي فولاد كربني و كم آلياژي نبايد توسط ضربه تغيير شكل سرد يابند.
c ) ورقهاي فولاد كربني و كم آلياژي مي توانند در درجه حرارت آهنگري (Forging) بوسيله ضربه تغيير شكل يابند مشاروط بار اينكه ضربه هابطور زيان آوري ورق تغيير شكل ندهد و متعاقب آن پسگرم (PWHT ) انجام گيرد. dِ) –بدنه مخازن ، كلگي ها و ساير (Pressure boundary parts ) كه از ورقها ي فولاد كربني و كم آلياژي و به وسايله تغييار شكل سرد ساخته شده اند زمانيكه ميزان كش آمدگي نهايي آن از 4 در صد بيشتر شود بايد پسگرم شود . باراي مترياال ( 1 .P No 2&1.Gr ) اين كش آمدگي مي تواند تا 51 درصد باشد مشروط بر اينكه هيچ يك از مواد زير موجود نباشد. 1)- مخزن حاوي مواد سمي چه به صورت مايع و چه به صورت گاز باشد(پاراگراف 2-UW) 2)- متريال طبق مقررات اين بخش (Division ) از تست ضربه معاف نباشد يا اينكه طبق مشخصات متريال تسات ضاربه معااف نباشد يااينكه طبق مشخصات متريل تست ضربه الزامي باشد . 3)-ضخامت قطعه قبل از تغيير شكل سرد از 16 ميليمتر بيشتر باشد . 5)- در حالي كه ميزان كشآمدگي نهايي بيشتر از 4 درصد از كاهش ضخامت بوسيله تغييار شاكل سارد در هار نقطاه از 11 درصاد ضخامت ورق در حال رول شده بيشتر باشد . 4)- درجه حرارت متريال درخلال شكل دادن بين 121 درجه سانتي گراد تا 581 درجه سانتي گراد باشد .
5)- فرآیند عملیات جوشکاری (مطابق 56-UCS)
چنانچه مطابق )68-UCS( الزام به پسگرم بخاطر سروي باشد يا زمانيكه فولادهاي فريتي با ضخامت بيشتر از 3 ميليمتر با فرآيناد جوشكاري اشعه الكتروني جوشكاري گردناد. ياا زمانيكاه فولادهااي باا (3.P No.5A,5B,5C( ،) P No.4( ، ) P No )و ( P 10.No ) با هر ضخامتي توسط فرايند جوشكاري اصطكاكي جوشكاري مي شوند، معافيتهاي منادرج در جاداول (56-UCS ) ياا
(56.1-UCS) را نمي توان اعمال نمود.
33
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جدول 6– مرجع كد براي عمليات حرارتي بعد از جوشكاري
34
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
تعمیرات جوش بعد از پسگرم )PWHT(
با توجه به اينكه برخي عيوب جوش ممكن است بعد از پسگرم از محدوده قابل قبول خاارج شاده و نيااز باه تعميار پيادا كنناد، پرتونگاري بايد بعد از عمليات پسگرم انجام شود. حال درصورتيكه تعميرات جوش بعد از پسگرم انجام شود دو حالات محتمال است:
1- پسگرم مجدد نياز دارد. اين حالت در شرايط زير بوجود مي آيد: a. درصورتيكه پسگرم بر اساس نوع سروي انجام شده باشد (سروي كشنده).
b. درصورتيكه پسگرم بر اساس ضخامت انجام شده باشد و مجموع عمق تعمير بيشتر از ضخامت تعيين شده در
پاراگراف )2()UCS-56(f باشد.
2- پسگرم مجدد نياز ندارد. اين حالت در شرايط زير ايجاد ميشود:
a. درصورتيكه دو شرط حالت فوق صادق نباشد. b. عمليات تعمير بر اساس روش Temper Bead Welding انجام شود.
يكي ديگر از روشهايي كه ميتوان از آن براي كاهش ميزان تنشهاي پسماند جوشكاري استفاده نمود چكش زني )Peening( است. چکش زنی )Peening( بر اساس 39-UW :
براي كنترل پيچيدگي و آزاد كردن تنشهاي پسماند از چكش زني استفاده ميشود. كه در واقع ضربات آهسته و قابل كنترل است كه به سطح جوش وارد ميشود. اين ضربات ميتواند دستي يا برقي يا بوسيله ابزارهاي بادي انجام شود. كه در واقاع باراي جادا كاردن سرباره هاي جوش استفاده ميشود. از اين روش در پاس ريشه و پاس آخر استفاده نميشود مگر اينكاه آن جاوش تحات عملياات حرارتي پ از جوش )PWHT( قرار گيرد. بايد توجه داشت به هايچ عناوان چكاش زناي جاايگزين عملياات حرارتاي پا از
جوشكاري نميشود.
35
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
بازرسی از مخازن تحت فشار
بازرسي مخازن تحت فشار يكي از مهمترين بخشهاي كار بازرسي بشمار ميرود. هر نيروگاه يا پالايشگاه يا كارخانه، مخازن زيادي براي كاربردهاي گوناگون دارد كه پاره اي از آنها مانند مخزنهايي كه بخشي از تجهيزات نيروگاه هاي بخار يا برجهاي بسيار بزرگ تقطير را تشكيل ميدهند، بسيار پيچيده و شماري از آنها مانند مخازن ذخيره هواي فشرده و مخازن كم فشار يا اتمسفريك طراحي و ساختار به نسبت ساده تري دارند. گوناگوني مخزنها بسيار زياد است ولي نقش و كار بازرس در اين پهنه گسترده، يكسان است.
در اين بخش اصول كلي و زمينه هاي فني بازرسي از مخازن تحت فشار مورد توجه و بررسي قرار خواهد گرفت.
بازرسی در کارگاه:
اولين قدم براي بازرسي مخازن در كارگاه، تاييد طراحي مي باشد. تهيه نقشه ها، محاسبات و اطلاعات از مسوليتهاي سازنده است. اين اطلاعات شامل ابعاد، جن و ضخامت ورقها، جزييات جوشها، حد خوردگي، فشار و دماي كاري، دستورالعمل اجراي تست فشار براساس حداكثر فشار كاري مجاز)MAWP(، قسمتهايي از مخزن كه محدوديت در فشار دارند ، محاسبات تقويت دريچه ها و نوع و ابعاد فلنج ها مي گردد. همچنين تعيين اينكه مخزن بايد پسگرم، پرتونگاري كامل و يا پرتو نگاري مقطعي گردد از اهميت بالايي برخوردار است چرا كه براساس ميزان پرتونگاري ضريب بازده اتصالات جوشي در كد مشخ شده است (بازده 111% براي اتصالات جوشي نفوذي دو طرفه با پرتونگاري كامل ، 84% براي اتصالات با پرتونگاري مقطعي و 71% براي
اتصالاتي كه پرتونگاري نمي شود).
حداكثر فشار كاري مجاز )MAWP( بر اساس )UG-98 (a : حداكثر فشار كاري مجاز براي يك مخزن به حداكثر فشار مجازي كه در دماي مشخ در قسمت فوقااني مخازن در حاال كااركرد معمول خود گفته ميشود.
مطابق پاورقي 34 درصورتيكه حداكثر فشار كاري مجاز محاسبه نشده باشد، ميتوان مقدار انرا برابر با فشار طراحي درنظر گرفت. هرگونه اظهار نظر بازرسي در مورد طراحي بايد به سرعت دراختيار واحد مهندسي سازنده قرار گرفته و بررسي گردد چرا كه انجام اصلاحات قبل ازساخت به سهولت صورت ميگيرد در حالي كه پ از آن يا بسيار هزينه بر است و يا به كلي غير قابل اجرا
خواهد بود .
اولين بازرسي روي كار، بررسي تطابق مواد با گواهينامه و مشخصات كد است . تمامي مواد بايد قابل شناسايي بوده و مشخصات روي آنها به طورمناسب ثبت شده باشد.)Stamping( ضخامت ورق نيز در اين مرحله مي تواند به منظور تطابق با رواداري هايي كد اندازه گيري شود. همچنين در حين اين آزمون ميتواند مواد را از نظر وجود عيوبي مانند تورق ، حفرات ، خراشيدگي و شيارها
بررسي نمود.
36
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
رواداری ضخامت در ورق اولیه بر اساس )UG-16(c:
:UG-16(c) درصورتيكه ضخامت ورق تهيه شده كمتر از ضخامت درخواست شده باشد، اين مقدار كاهش ضخامت نباياد از 0.25mm ياا %6 ضخامت، هر كدام كمتر باشد، تجاوز نمايد.
تعمیر عیوب در متریال بر اساس 78-UG :
:UG-78 عيوب موجود در متريال مورد استفاده در مخازن تحت فشار را ميتوان درصورتي كه روش تعمير و گساتره آن ماورد تايياد باازرس باشد، تعمير نمود. مواد معيوبي را كه نميتوان بروش مناسب تعمير كرد بايد از رده خارج نمود.
در صورت نياز به برش و يا قيچي كردن مواد ، كارگاه بايد مشخصات اصلي را برروي تمامي قطعات برش خورده منتقل نمايد نيازي نيست كه بازرس بر عمليات ثبت مشخصات )stamping(نظارت داشته باشد. اما بايد صحت انتقال اطلاعات را بررسي نمايد. به منظور جلوگيري از ايجاد ترك حين مارك كردن مشخصات روي ورق هاي فولاد ي با ضخامت كمتر از ''1⁄4 و ورق هاي غير آهني با ضحخامت هاي كمتر از ''1⁄2 ، روش مارك زني بايد مورد قبول بازرس باشد. رواداري هاي كد براي همترازي
ورقهاي مجاور در كورس هاي بدنه ، كلگي ها و دريچه ها بايد رعايت شده باشد .
میزان رواداری عدسی ها در مخازن تحت فشار )81-UG(
:UG-81 (a) سطوح داخلي انواع عدسي ها نبايد بيشتر از %1⁄41 قطر مخزن به طرف خارج و يا بيشتر از 5⁄8% باه طارف داخال انحاراف داشاته باشد. منظور از قطر مخزن در اينجا قطر داخلي مخزن در ناحيه اتصال عدسي به بدنه است. اين انحراف بايد عمود بر ساطح عدساي اندازه گيره شود و بصورت مورب نباشد. شعاع )Knuckle( نبايد كمتر از اندازه مشخ شده باشد.
شكل 8 مقادير رواداري براي ابعاد مختلف عدسي ها را نشان ميدهد. در مخازن داراي چند پوست ممكن است نياز باشد خطوط جوش طولي نسبت به هم اختلاف داشته باشند .
فاصله خطوط جوش طولی در مخازن تحت فشار بر اساس 9-UW :
:UW-9 (d) در مخازني كه با بيشتر از يك كورس ساخته شده اند، درصورتيكه پرتونگاري نداشته باشد، فاصله دو خط جوش طولي بايد حاداقل پنج برابر ضخامت باشد. اما درصورتيكه پرتومگاري كامل شوند و يا مطابق با پاراگراف 9-UW پرتونگاري شوند (يعني باه ميازان 5 اينچ از هر سمت محل تقاطع با خطوط جوش محيطي پرتونگاري شوند)، اين فاصله نياز نيست رعايت گردد.
37
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
شکل 8- ميزان رواداري عدسي ها در مخازن تحت فشار
فاصله خطوط جوش مخازن تحت فشار دمای پایین بر اساس )ULT-17 (b :
:ULT-17 (b) در مخازن تحت فشار، درصورتيكه آزمون ضربه نياز باشد (معمولا در سرويسهاي دماي پايين) طباق )ULT-17(b فاصاله دو خاط جوش عرضي بايد حداقل پنج برابر ضخامت باشد. در اين حالت استثناء پرتونگاري قيد نشده است و در هر حالتي بايد ايان فاصاله رعايت گردد.
به منظور جلوگيري از از مقاطع تخت در خطوط جوش طولي ، لبه ورقهاي نورد شده بايد با انحنايي مناسب تهيه شوند . خارج از دايرگي بايد در محدوده مشخ شده در كد بر اساس قطر مخزن و نوع فشار ( داخلي يا بيروني ) باشد.
خارج از دایرگی )Out of Roundness( در بدنه مخازن تحت فشار: :UG-80 (a)
38
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
(1) اختلاف بيشترين و كمترين مقدار قطر در هر مقطع براي مخازن با فشار داخلي، نبايد از %1 قطر اسمي بيشتر باشد. ميازان قطار را ميتوان هم از داخل اندازه گيري كرد و هم از خارج مخزن. درصورتيكه قطر خارجي اندازه گيري شود بايد مقادير بدست آمده بار اساس ضخامت بدنه در همان مقطع تصحيح گردند(شكل 80.2-UG ]شكل 9[ را ببينيد). (2)درصورتيكه مقطع مورد اندازه گيري از ناحيه يك دريچه )Opening( و يا در فاصله اي برابر يك قطر داخلاي از مركاز دريچاه عبور نمايد، براي حد مجاز اختلاف بزرگترين و كوچكترين قطر در آن ناحيه ميتواند به اندازه %2 قطر داخلي دريچه به مقدار فاوق الذكر (%1 قطر اسمي در آن مقطع) افزوده گردد. درصورت عبور مقطع از هر منطقه ديگري كه عمود بر محور مخازن باشاد، مانناد ناحيه اتصال عدسي به بدنه، اين مقدار اختلاف نبايد از %1 تجاوز نمايد. براي مخازني كه داراي خط جوش هاي طولي لب روي هم )Lap Joint( هستند، حد مجاز اختلاف قطر باندازه ضاخامت اسامي ورق بدنه افزايش ميابد.
شكل 9- خارج از دايرگي در بدنه مخازن تحت فشار
جوشكاري مخازن بايد براساس دستورالعملهاي تاييد شده انجام شود . شيار حاصل از برداشتن پشت ريشه در خطوط اصلي بايداز لحاظ حذف كليه عيوب و همچنين مناسب بود شيار ( از نظر يكنواختي و زاويه ) براي انجام جوشكاري بدون حب سرباره بازرسي گردد. سرباره هر پاس جوشكاري بايد قبل از اعمال پاس بعدي كاملا پاكسازي شود .بسياري از عيوب مي توانند دراثر عدم تميزكاري مناسب ايجاد گردند. در صورت استفاده ازپشت بند، بررسي انطباق مناسب آن همچنين فاصله ريشه مناسب به منظور حصول اطمينان از نفوذ كافي ، ازاهميت بالايي برخوردار است. اولين پاس جوشكاري بدليل نسبت بالاي حجم فلز پايه به فلز جوش و همچنين سرد بودن فلز پايه ، بسيار مستعد به ترك برداشتن است . همچنين بدليل سريع سردشدن جوش در پاس ريشه ، احتمال حب سرباره در آن بالاست از طرفي تنشهاي حاصل از سرهم بندي قطعات در صورت عدم تنظيم مناسب مي تواند منجر به ترك خوردن اين پاس ضعيف گردند. جوشهاي نفوذي تكميل شده بايد عاري از شيارهاي پاي جوش و گرديها بوده و در عين حال بايد از ايجاد گرده زياد و همچنين گره هاي ضخيم اجتناب شود. جوشهاي گوشه بايد عاري از شيار پاي جوش و سررفتگي باشند . گلويه و ساق اين جوشها بايد مطابق نقشه يا كد باشد.
حد مجاز شیار پای جوش در مخازن تحت فشار:
بر اساس )2()UW-35(b عمق شيار پاي جوش نبايد از mm 1 يا %10 ضخامت اسمي قطعه، هر كدام كه كمترباشد، تجاوز نماياد. البته در هيچ حالتي نبايد عمق شيار به حدي باشد كه ضخامت فلز در آن ناحيه از حداقل ضخامت مورد نياز كمتر گردد.
39
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
حد اکثر ارتفاع گرده جوش در مخازن تحت فشار:
حد مجاز ارتفاع گرده جوش بر اساس )UW-35(d مشخ شده است. :UW-35 (d)
براي تضمين جوش، شيارها بايد بطور كامل پر شوند بطوري كه سطح فلز جوش در هر نقطه پايينتر از سطح اتصال فلز پاياه نباشاد. فلز جوش ممكن است داراي گرده اضافي باشد. اين گرده جوش در هر طرف نباشد از مقادير داده شده در جدول زير بيشتر شود.
جدول7 - حد اكثر ارتفاع گرده جوش در مخازن تحت فشار
حداکثر پهنای یك پاس:
در )UCS-56(f)(4)(a مشخ شده است كه هنگام تعمير جوش، حداكثر پهنايي كه يك پاس جوش ميتواند داشته باشد به انادازه چهار برابر قطر مغزي الكترود است.
ضخامت هر پاس جوش:
در كد ASME Sec. IX براي روشهاي جوشكاري قوس دستي )SMAW( و جوشكاري زيرپاودري )SAW( ضاخامت هار پااس جوش مشخ شده است. مطابق پاراگراف 403.9-QW در دو روش ذكر شده ضخامت هر پاس نبايد از 13 ميليمتر بيشاتر شاود. چنانچه هنگام تهيه PQR ضخامت هر پاس از 13 ميليمتر بيشتر شود، ديگر در چنين شرايطي اين PQR شرايط محدوده ضاخامت را در WPS مطابق جدول 451-QW رعايت نميكند. در چنين شرايطي اين PQR محدوده ضخامت برابر 1.1 برابر ضخامت قطعاه
جوش شده براي PQR خواهد بود.
41
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
در پاراگراف )3()KF-830(b از كد 3.ASME Sec. VIII Div كه مربوط به مخازن چند لايه است، حداكثر ضاخامت هار لاياه در جوشهاي چند پاسه 6 ميليمتر عنوان شده است.
جوشكاري اتوماتيك كه پارامترهاي آن بررسي و تنظيم شده باشند بر جوشكاري دستي ارجحيت دارد ، اما به نظارت و بازرسي جدي تري نياز دارد . بهترين روش پرتونگاري مقطعي است. در صورت عدم امكان اجراي پرتونگاري ، مي توان يك نمونه ورق را جوشكاري و سپ مقطع زد.
آزمونها :
جوشها ممكن است در ظاهر بدون عيب باشند در حاليكه هنگام پرتونگاري در لايه هاي زيرين داراي ترك ، نق نفوذ ، تخلخل شديدو يا شيار پاي جوش در ورق پشت بند مشاهده گردد. اگر قرار باشد مخزن پرتونگاري گردد، تمامي غيريكنواختي هاي سطحي جوش بايد برداشته شوند تا از تداخل آنها با آثار عيوب لايه هاي زيرين هنگام تفسير فيلمها جلوگيري شود . در صورتيكه مخزن فقط تحت آزمون پنوماتيك قرار گيرد تمامي جوشهاي اتصالات)attachment( با گلويه بيشتر از "1⁄4 بايد قبل از آزمون پنوماتيك تحت آزمون ذرات مغناطي و يا آزمون نفوذي قرار گيرند . در صورتيكه مخزن از فولاد هاي آلياژي كرم - نيكل آستنيتي با ضخامت بالاتر از "3⁄4 ساخته شده باشد ، تمامي جوشها بايد بعد از عمليات حرارتي ( در صورت وجود اين عمليات در فرآيند ساخت ) توسط آزمون نفوذي بررسي گردند. اگر لازم باشد كه يك مخزن بطور كامل پسگرم گردد،بايدكوره ازنظر توانايي اعمال يكنواخت حرارت و عدم برخورد مستقيم شعله با بدنه مخزن كنترل شود . مخازن با جداره نازك ويا قطر بالا بايد با نصب مهارهاي داخلي نسبت به پيچيدگي محافظت گردند. مخزن بايد بطور مناسبي در كوره مستقر و مهار گردد تا از ايجاد تغيير فرم در محل استقرار و همچنين جابجايي مخزن حين تنش زدايي جلوگيري شود. نمودار خروجي كوره بايد به منظور تطابق سرعت گرم كردن ، زمان نگهداري و سرعت سرد كردن مورد بررسي قرار گيرد. تمامي كارها بايد قبل از آزمون نهايي مخزن انجام شوند مخصوصا اگر تنش زدايي لازم باشد . يك تعمير جزيي ممكن است در اثر كمبود زمان براي اجراي تعمير و تكرار تنش زدايي و آزمون قبل از ارسال به يك دردسر بزرگ تبديل شود. مخزني كه تحت آزمون هيدرواستاتيك قرار ميگيرد بايد بطور مناسب مستقر گردد تا امكان بررسي تمامي مناطق مخزن هنگام آزمون وجود داشته باشد . در آزمون مخازن بزرگ جداره نازك ممكن است به منظور جلوگيري از تغيير فرم ناشي از وزن آب ، به مهارهاي بيشتري نياز باشد . بايد به تعداد لازم دريچه تخليه هواگيري تعبيه گردد تا از پر شدن تمامي قسمتهاي مخزن توسط آب اطمينان حاصل گردد . آب بايد در دماي اتاق باشد . در صورتيكه دماي آب كمتر باشد رطوبت هوا مي تواند روي سطح مخزن كندان شده و مشكلاتي را براي آزمون ايجاد كند. بايد از دو سنجه براي آزمون استفاده شود تا فشار دوبار كنترل گردد . اگر از يك سنجه استفاده شود در صورت صحيح نبودن آن ممكن است در اثر فشار بيش از حد به مخزن آسيب وارد شود . آزمون هيدرو استاتيك بايد در فشاري حداقل برابربا يك و نيم برابر ماكزيمم فشار طراحي ضرب در تنش در دماي تست تقسيم بر تنش در دماي طراحي انجام گيرد.
41
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
تنش ماده در دماي آزمون تنش ماده در دماي طراحي
فشار آزمون =1.4 * حداكثر فشار طراحي *
بررسي مخزن تحت آزمون هيدرواستاتيك نبايد در فشاري كمتر از دو سوم فشار آزمون اجرا گردد. پ سطوح داخلي و خارجي ، همترازي و ميزان دايرگي مخزن بررسي گردد. در صورتيكه همه موارد قبول واقع شد ، مخزن مي تواند بر اساس كد ويا قوانين و الزامات محلي پلاك زده شود سپ گزارشات بررسي مي شود تا از تكميل شدن مناسب آنها و امضاء آنها توسط سازنده و همچنين درج صحيح مواد و قطعات مخزن اطمينان حاصل گردد. در صورت صحت كليه موارد، گزارش توسط بازرس امضاء شود.
شكل 11- نمونه پلاك شناسايي مخزن تحت فشار
بازرسی از مونتاژ در محل :
مونتاژ بسياري از مخازن كد، قسمتي در كارگاه و قسمتي در محل نصب انجام ميگيرد بخصوص ديگهاي بخار.
مسولیت مونتاژ در محل:
هنگامي كه سازه يك مخزن در محل تكميل ميگردد، يك سازمان بايد مسوليت كل مخزن را شامل تهيه برگه هاي اطلاعات اجزاء مونتاژ شده در كارگاه و در محل و همچنين اعمال پلاك كد بر عهده گيرد. حالات مختلفي براي اين موضوع وجود دراد بعنوان مثال چند حالت در ادامه آمده است: 1-سازنده مخزن تمامي مسووليت را بر عهده ميگيرد و از كاركنان خودش براي تكميل كار استفاده ميكند. 2-سازنده مخزن تمامي مسووليت را بر عهده ميگيرد ولي از نيروهاي مستقر در محل نصب تحت نظارت خودش براي تكميل كار استفاده ميكند.
از تخليه مخزن بايد
42
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
3-سازنده مخزن تمامي مسووليت را بر عهده مي گيرد.اما از يك شركت ديگر براي نصب و مونتاژ مخزن بر اساس دستور العمل كد تعيين شده توسط سازنده بهره ميگيرد. در اين حالت سازنده بايد براي اطمينان از اجراي صحيح دستورالعمل ها ،عمليات را بازرسي نمايد. 5-مخزن ميتواند توسط يك نصاب داراي گواهينامه EMSAومهر كه نشان دهنده آشنايي آن با كد و مورد تائيد بودن دستورالعمل ها و كاركنانش بر اساس كد ميباشد نصب گردد.اين نصاب ميتواند مسووليت كامل نصب را بر عهده گيرد. حالات ديگري نيز ميتواند وجود داشته باشد.اگر بيش از يك سازمان در عمليات شركت داشته باشد ،بازرس بايد در اولين بازديد خود از محل مشخ كند كه مسوليت نهايي مخزن بر عهده كيست اگر شركتي غير از سازنده مخزن و نصاب تاييد شده در عمليات شركت داشته باشد بايد گستره كاري آن مشخ گردد .
دستورالعمل بازرسی:
پ از تعيين شركت مسوول مخزن ، بازرس بايد مستقيما باشخ متولي نصب در ارتباط قرار گيرد تا نسبت به تهيه برنامه اي كه بدون اختلال در روند نصب ، امكان انجام بازرسي هاي مناسب را فراهم كند، به توافق برسند اولين مرحله بازرسي شامل دستورالعمل جوش و تاييديه آنها (PQP&SPM) به منظور تطابق پارامتر ها با شرايط اجرايي مي باشد. همچنين گواهينامه تاييد صلاحيت كليه جوشكاراني كه قرار است روي مخزن كار كنند بايد براساس الزامات كد بررسي شوند. سازنده يا نصاب موظف است كه كليه مستندات شامل نقشه ها ، محاسبات ، نتايج آزمون ها و ...، را به منظور بررسي و اظهار نظر بازرس قبل از شروع كار در اختيار بازرس قرار دهد تا عمليات بازرسي تسريع گردد. مواد جديدي كه براي نصب در محل به سايت آورده ميشوند بايد از جن مورد تاييد كد بوده و علائم شناسايي مناسب براي تطبيق با گواهينامه روي آنها درج شده باشد . ممكن است به اندازه گيري ضخامت و بررسي وجود عيوبي مانند تورق ، حفره اي شدن و خراشيدگي در اين زمان نياز باشد . بازرسي از سرهم بندي ها ، جوشها و بازرسي حين و بعد از آزمون هيدرواستاتيك يا پنوماتيك در محل همانند مواردي كه در قسمت بازرسي در كارگاه گفته شد، اجرا ميگردد. در صورتيكه همه موارد مورد تاييد بود ، بازرس تمامي برگه هاي مشخصات را كنترل ميكند تا از تكميل شدن مناسب آنها و امضاي آنها توسط سازنده و بازرس كارگاه و همجنين درج مواد و اجزايي كه در محل نصب شده اند ، اطمينان حاصل كنند . در صورت صحت كليه موارد ، گواهينامه نصب در محل توسط بازرس امضا مي شود.
شكل 11– نماي فعاليتهاي ساخت مخزن
43
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
استفاده از برنامه هاي بازرسي و آزمون در تمام صنعت ساخت مخزن هاي تحت فشار به خوبي پذيرفته شده و جا افتاده است. اين برنامه ها يكي از سودمندترين اسناد و مدارك كاري به حساب مي آيند كه اگر در نقش و جايگاه درست و كليدي نظارت و بازرسي استفاده شوند ، چكيده تمام فعاليت هاي سازنده ، كارفرما و سازمان هاي قانوني را مشخ مي كند. به دليل ماهيت مخازن تحت فشار و شرايط قانوني حاكم بر آن ها مي توان انتظار داشت كه برنامه هاي بازرسي و آزمون ، مجموعه روشن و به دقت تعريف شده اي از مراحل فني باشد. اما معمولاً مسووليت هاي بازرسي حضوري به دقت روشن و مشخ نمي شود و تعداد و ميزان نقاط حضور بازرس در قراردادهاي گوناگون بسيار متفاوت است. به طور كلي فعاليت هايي كه هنگام ساخت نيازمند حضور بازرس هستند در توافق هاي قراردادي ميان طرف هاي گوناگون درگير ، مشخ و تعريف مي شوند. به ياد داشته باشيد كه ميزان بازرسي هاي اجباري مورد نياز براي تأييديه هاي قانوني هميشه به روشني و دقت تعريف و مشخ نشده اند، بلكه قوانين مربوطه تنها يكي از استانداردهاي اصلي مخزن هاي تحت فشار را به عنوان نمونه اي از تجربه هاي فني عملي و مناسب معرفي و پيشنهاد مي كنند. و البته برخي از آن ها روشن تر و شفاف تر از ديگران هستند. به همين دليل برنامه نمونه بازرسي و آزمون كه در شكل 6-23 نشان داده شده است ، به جاي پرداختن به مسووليت هاي حضور و نظارت بر اجراي فعاليت ها ، مراحل فني را كه بايد در يك برنامه خوب و دقيق بازرسي و آزمون گنجانده شود ، ارائه مي كند. همچنين صورت مدارك و
مستندات نمونه مربوط به هر يك از مراحل برنامه بازرسي و آزمون را در بر دارد. هنگامي كه با برنامه هاي بازرسي و آزمون براي مخزن هاي تحت فشار سر و كار داريد نكات عملي و راهگشاي زير را به ياد داشته باشيد :
* همخوانی با استاندارد.
يك برنامه خوب بازرسي و آزمون مخزن هاي تحت فشار براي نكات و موارد مهم و اصلي مانند رويه هاي جوشكاري ، تهيه ورق نمونه آزمون و آزمون هاي غيرمخرب ، بايد به بخش ها و مطالب مربوطه در استاندارد مورد استفاده اشاره و استناد كند. * معيارهاي پذيرش. در برنامه بازرسي و آزمون بايد به روشني به معيارهاي پذيرش عيوب كه بايد مورد استفاده قرار گيرند اشاره شود. اگر چنين نيست خيلي زود زماني را براي بحث و بررسي اين مورد با سازنده مشخ كنيد. به ياد داشته باشيدكه به هر حال در عمل براي استفاده از معيارهاي پذيرش عيوب ، كه در استانداردهاي مخازن تحت فشار نوشته شده اند ، به تعبير و تفسير و داوري شما نياز است.
* نقاط توقف.
در استفاده از نقاط توقف يا نقاطي كه سازنده بايد عمليات ساخت را در اثناي تكميل و اتمام كارهاي بازرسي متوقف كند ، بايد با كمال دقت برخورد كرد . تصور كنيد كه سازندگان چه معركه اي برپا خواهند كرد كه اين نقاط توقف چگونه و تا چه اندازه برنامه ساخت را دچار تأثير خواهند كرد ، و البته در عمل هم معمولاً چنين است . پ تلاش كنيد كه با توجه به ديدگاههاي سازنده
44
برنامه بازرسی و آزمون )ITP(
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
نقاط توقف رسمي را تنها به مراحل مهم و حياتي ساخت و بازرسيهاي نهايي و آزمون فشار آب محدود كنيد . البته اين بدان معني نيست كه شما تسليم خواسته هاي سازنده شويد و از حق خود براي حضور و نظارت بر مراحل مهم و حساس عمليات ساخت چشم پوشي كنيد ، بلكه به سادگي ميتوانيد اين كار را به شكل غير رسمي و بدون دردسر و ايجاد وقفه به انجام برسانيد . يعني بازديد و ملاقاتهاي مكرر در ميان مراحل كار لازم و ضروري است و نبايد چنين بپنداريد كه همه ي سازندگان تمام كارها و
وظايف شما را برايتان انجام خواهند داد .
*نقاط شاهد بازرسی.
در بسيار مراحا ساخت ميتوان به منظور جلوگيري از طولاني شدن زمان ساخت و همچنين تاكيد بر اهميت بازرسي در آن مرحله بجاي نقاط توقف از نقاط شاهد استفاده كرد. تفاوت ايندو در مدت زمان توقف كار است. در نقاط شاهد مهلتي را براي حضور بازرس مشخ ميكنند و درصورتيكه تا زمان مشخ شده بازرس در محل حضور نيابد، سازنده مجاز است كه عمليات ساخت
را ادامه دهد. البته اين موضوع چيزي از مسووليت سازنده در قبال كيفيت ساخت كم نميكند.
* بازرسی سرزده.
در مراحل ساخت مخزن عملياتي وجود دارد كه اجراي آنها بصورت پيوسته و طولاني مدت ميباشد، مانند جوشكاري. براي اينگونه عمليات غالبا نميتوان از نقاط توقف يا نقاط شاهد استفاده نمود. براي رفع اين مشكل از حالت بازرسي سرزده استفاده ميشود. در اين حالت بازرس مجاز است كه در طول مدت اجراي آن عمليات در هر زمان كه تشخي دهد بصورت سرزده از
محل باديد كرده و سازنده موظف است امكانات و تمهيدات لازم براي اجراي بازرسي را تامين نمايد.
* مرور اسناد و مدارک .
برخي از سازندگان تنها هنگامي شروع به تهيه و تكميل مجموعه اسناد و مدارك و شناسنامه ي مخزن مي كنند كه آزمون هاي بازرسي چشمي و آمون فشار آب آن با موفقيت به پايان رسيده باشد . براي نمونه شناسنامه ي مخزن پ از گذشت دو يا سه هفته پ از اجراي آزمون فشار آب و هنگامي كه مخزن در حال زنگ زدايي ، رنگ آميزي و بسته بندي و آماده سازي براي حمل است تهيه مي شود . چنين روشي اصلاً درست و مناسب نيست . هر نوع مشكل ناشي از اسناد و مدارك نادرست و يا فقدان مدارك لازم همواره بسيار دير كشف مي شود تقريباً همه ي بازرسان با چنين شرايطي آشنايي كامل دارند كه پيش از تكميل اسناد و مدارك نهايي و مرور و بررسي درست آنها ، از هر سو تحت فشار قرار مي گيرند تا مخزن را تأييد و اجازه ي آزادسازي و حمل آن را صادر كنند . بدون ترديد اين كار نادرست و عملي نامناسب است . اگر در مقام بازرس سازوكار قراردادي آزادسازي تجهيز را بدانيد ، هرگز گرفتار چنين شرايطي نخواهيد . اطمينان پيدا كنيد كه تمام اسناد و مدارك مهم و حساس را به هنگام عمليات ساخت مرور و بررسي كرده ايد . كار مرور و بررسي شما بايد در واقع پيش از حضور در آزمون فشار آب و بازرسي چشمي و ابعادي مخزن به شكل كامل به پايان رسيده باشد . از پيش آماده باشيد كه چندين بار لزوم تكميل و آماده سازي مجموعه ي مدارك و شناسنامه ي مخزن را به سازنده گوشزد كنيد و از او بخواهيد كه آنها را به شما نشان دهد و تنها به بيان
اهميت آنها براي همه بسنده نكنيد .
45
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جدول 8– آنچه بايد در برنامه بازرسي و آزمون مخازن تحت فشار گنجانده شود
46
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
پرتونگاري روشي است براي بررسي لايه هاي دروني جوش كه قابل رؤيت نيستند . كار با تجهيزات پرتونگاري بايد توسط افراد ماهر و جابجايي آن بايد بصورت دقيق و ايمن انجام گيرد. از ورود افراد غير مجاز به محوطه پرتونگاري بايد جلوگيري شود . پرتونگاري در صنعت ساخت مخازن تحت فشار كاربرد وسيعي داشته و از اهميت بالايي برخوردار است. بخصوص اينكه با استفاده از آزمون پرتونگاري مي توان ضريب بازده اتصالات جوش را بالاتر در نظر گرفت. نياز يا عدم نياز به پرتونگاري به عواملي همچون جن ماده ،ضخامت ، ضريب اتصال و نوع سازه بستگي دارد. براي پرتونگاري مي توان از امواج ايك يا گاما استفاده كرد. تصاوير حاصل از امواج ايك وضوح بالاتري دارند، اما استفاده از آن به دليل نياز به ولتاژ بالا كه منجر به محدوديت در ضخامت قابل پرتونگاري مي گردد و همچنين حجم زياد دستگاه كه قابليت حمل و نقل آنرا مي كاهد ، محدودتر است . به هر حال براساس كد جوشها بايد به روش مناسبي پرتونگاري شوند به طوري كه عيوب با اندازه 2% ضخامت فلز پايه و بيشتر قابل تشخي باشد.
عوامل تعیین کننده انجام پرتونگاری در مخازن تحت فشار پرتونگاري در مخازن تحت فشار به چند عامل بستگي دارد كه در اينجا به شش عامل از آنها اشاره مي شود.(ساروي – ضخامت
– Joint Efficiency – جنس متریال – نوع مخزن – نوع فرآیند جوشکاری ) الف) تعيين كننده پرتونگاري ممكن است نوع سروي باشاد.مثل سرویسهای کشنده که مطابق پاراگراف (2-UW ) مخازنی که دارای سرویسهای کشنده (Lethal ) هستند می بایست بصورت (full ) پرتونگاری شوند . ب)تعيين كننده پرتونگاري ممكن اسات ضخامت باشد. مطابق جدول (57-UCS ) برای .P NO های مختلف محددوده ای كاه نياز اجباري (Mandatory ) به پرتونگاري دارند مشخ شاده اسات . ماثلا باراي 1,2,3 .PNo.1, Gr.No ضاخامت باالاتر از 32 ميليمتر مي بايست پرتونگاري شود . پ) تعيين كننده پرتونگاري ممكن است مقدار ضريب اتصال (Joint Efficiency ) باشد كه بصورت درصد مشاخ ماي شاود . مطابق جدول(12-UW ) در صفحات قبل درباره ي ضريب اتصال صاحبت شاده . باياد توجاه كارد انتخااب (Joint Efficiency) مناسب بعهده طراح است. در مخازن تحت فشار چنانچه ضريب اتصال يك در نظر گرفته شود ، مطابق (12-UW ) پرتونگاري به صاورت كامال انجاام ماي شود . در مخازن تحت فشار چنانچه( 0.85 Joint Efficiency ) در نظر گرفته شود مطابق (12-UW ) پرتونگاري بصورت (Spot ) انجام مي شود. در مخازن تحت فشار چنانچه )0.70 Joint Efficiency ) در نظر گرفته شود مطابق (12-UW ) پرتونگاري انجام نمي شود (None ) است. ت) تعيين كننده پرتونگاري ممكن است جن متريال بكار رفته در ساخت مخازن باشاد . مطاابق پااراگراف )57-UNF) چنانچاه متريال يك مخزن از فلز غير آهني باشد مي بايست مطابق الزامات (11-UW ) پرتونگاري شود. علاوه بر اين مخازني كه از متريال تيتانيم و يا زيركونيم ساخته شوند مي بايست به صورت (Full ) پرتونگاري شوند.
47
پرتونگاری :
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
ث)تعيين كننده پرتونگاري ممكن است نوع مخزن باشد مطابق پااراگراف (54-ULW-51,ULW-52(d),ULW ) در مخاازن چناد لايه اتصالات (Category A&B ) مربوط به بدنه هاي داخلي (Inner shell ) و كلگي هاي داخلي (Inner heads ) بايد به صاورت كامل پرتونگاري شود . ج) تعيين كننده پرتونگاري ممكن است نوع فرآيند جوشكاري باشد مطابق پاراگراف ])6(11-UW[ تمامي اتصاالات جوشاكاري به وسيله فرايند (ESW ) مي بايست به صورت (Full ) پرتونگاري شوند. پ با توجه به توضيحات فوق پرتونگاري مخازن فوق به صورت (Full ) يا به صورت (spot ) انجام مي شود بعضي مخازن هم پرتونگاري نياز ندارند به اصطلاح پرتونگاري آنها (None ) است. حال شرايط چگونگي انجام اين دو حالت (full& spot) :
مقررات وضعیت پرتونگاری (Full ) مطابق پاراگراف ])UW-11(a[
اتصالاتي كه بصورت (Full )پرتونگاري مي شوند: :UW-11(a)
اتصالات جوشكاري شده زير بايد توسط پرتونگاري بصورت كامل و به شرحي كه در (51-UW) آورده شده ماورد آزماايش قارار گيرند . 1- تمامي جوشهاي لب به لب در بدنه و كلگي مخازني كه حاوي مواد سمي و كشنده هستند. 2- تمامي جوشهاي لب به لب در مخازني كه ضخامت اسمي آنها در محال اتصاال جوشاكاري شاده از 38 ميليمتار بيشاتر باشد. يا از حداقل ضخامتهاي شرح داده شده در (36&35-USC-57,UNF-57,UHA-33,UCL ) بيشتر شود . با اين حال باه استثناء الزامات مندرج در ])UHT-57(a[ جوشهاي لاب باه لاب گاروه (Category B ) گاروه (Category C ) در نازلهاا و محفظه هاي رابط كه نه قطر (NPS ) آنها از 11 اينچ (250-DN) و نه ضخامت آنها از 29 ميليمتر بيشتر باشد نيااز باه آزمايشاات پرتونگاري ندارند. 3- تمامي جوشهاي لب به لب در بدنه و كلگي ديگهاي بخار كه فشار طراحي آنها از (50psi ) بيشتر باشد 5- درباره نازلها ست كه در پاراگراف 2 بالا توضيح داده شده است . 4- تمامي جوشهاي لب به لب گروه ( Category A ) و گروه (Category D )در كلگاي هاا و مقااطعي از مخازن كاه طراحي اتصال جوشها و آن قسمت مقطع كه بر اساس ( Joint Efficiency )ها در پاراگراف ])UW-12(a[ مجاز باشند ، انجام شده باشد كه در اين صورت : a) جوشهاي گروه ( Category A ) و ( Category C )كه به كلگي ها و مقاطعي از مخزن متصل مي گردناد باياد از ناوع (1 ) ويا (2) از جدول ( 12-UW ) باشد. b)جوشهاي لب به لب گروه هاي ( Category A ) و ( Category C ) ( به جز نازلها و محفظه هاي ارتبااطي ) كاه جوشاهاي لب به لب ( Category A ) را در كلگي ها در مقاطعي از مخزن قطع مي كنند يا مقاطع مخازن بدون درز يا كلگي ها را متصل ماي نمايد بايد حداقل مطابق با )52-UW( به صورت (SPOT ) پرتونگاري شود . پرتونگاري انجام شده در اين پاراگراف مستقل بوده و نمي توان آنها را جايگزين پرتونگاري (SPOT ) انجام شده به علت الزامات ديگر انجام داد. 6-تمامي اتصالات لب به لب انجام شده توسط فرآيند ( ESW ) كاه ضاخامت هار پااس آن از 38 ميليمتار تجااوز نماياد و تماام اتصالات جوشكاري شده به وسيله فرآيند (ESW ) 7-چنانچه ساخت مخزن بگونه اي باشد كه نتوان فيلم پرتونگاري درز جوش آخري مخزن را به طور قابل قبول تفسير نمود مي توان از تكنيك آلتراسونيك مطابق با (53-UW ) استفاده نمود. در دسترس نبودن تجهيزات پرتونگاري مناسب نباياد بهاناه اي باراي ايان جايگزيني باشد.
48
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
8-معافيتهاي پرتونگاري براي جوشهاي معيني در نازلها و محفظه هاي ارتباطي آن گونه كه در پاراگرافهاي (2) ،(5)،(4) در بالا شرح داده شده بر الزامات پرتونگاري مندرج در قسمت (C ) از اين بخش ارجحيت دارد.
مقررات وضعیت پرتونگاری (SPOT ) مطابق پاراگراف ])ASME Sec. VIII Div.1 UW-11(b [ :UW-11(b)
به استثنا ء الزامات مندرج در ])a)(5)(b([ بالا اتصالات جوشكاري شده لب به لب از نوع شماره (1) يا (2) از جادول (12-UW ) كه نبايد طبق بند (a ) در بالا به طو كامل پرتونگاري شوند مي توانند به صورت (spot ) پرتونگااري شاوند.پرتونگااري (spot ) بايد مطابق با (52-UW ) انجام شود. اگر پرتونگاري (spot ) براي تمامي مخزن منظور شده باشد ، اتصالات لب به لب جوشاكاري شده از گروه (CategoryB&C ) در نازلها و محفظه هاي ارتباط دهنده كه نه قطر اسامي آنهاا از 11 ايانچ ياا ( DN250 ) و ناه
ضخامت آنها از 29 ميليمتر تجاوز نكند .نياز به پرتونگاري ندارد.
معیار قبولی پذیرش عیوب براساس ])UW-51(b[ برای پرتونگاری کامل نشانه هايي كه در فيلم هاي پرتونگاري شده از جوشها به عنوان عيوب مشخ شده اند مطابق شرايط زير غير قابل قباول باوده و بايد مطابق پاراگراف (38-UW ) تعمير شوند و مجددا مطابق پاراگراف (51-UW ) پرتونگاري شوند. 1) هرگونه ترك ، عدم ذوب ، عدم نفوذ 2) هرگونه نشانه هاي ممتد كه طول آن بزرگتر از :
a ( 6 ميليمتر براي (t ) تا ضخامت 19 ميليمتر b) يك سوم (t ) براي (t ) از ضخامت 19 ميايمتر تا ضخامت 47 ميليمتر c ) 19 ميليمتر براي (t ) بيشتر از 47 ميليمتر
كه در اينجا مقدار (t ) عبارت است از مقدار جوش بدون احتساب لاياه تقاويتي مجااز آن باراي اتصاالاتي كاه از دو فلاز باا ضخامت هاي متفاوت تشكيل شده (t ) عبارت است از ضخامت عضو نازك تر .
3) در صورتي كه در محدوده اي به طول 12 برابر (t ) طول مجموعه اي از نشانه ها كه بصورت خطي قارار گرفتاه اناد از يك (t ) بيشتر باشد . به استثناء زمانيكه فاصله بين نشانه ها از 6 برابر طول بزرگترين نشانه در گروه بيشتر باشد. 5) نشانه هاي مدوري كه بزرگتر از اندازه هاي قابل قبول مشخ شده بوسيله استاندارد آورده شده در (Appendix )
معیار قبولی پذیرش عیوب براساس (52-UW ) برای پرتونگاری نقطه ای (spot ) UW-52
يادداشت: پرتونگاري نقطه اي از اتصاالات جوشاكاري شاده ، ابازار مناسابي باراي بازرساي تشاخي داده شاده اسات .مقاررات پرتونگاري نقطه اي همچنين به عنوان كمك به كنترل كيفيت مورد ملاحظه قرار گرفته است. پرتونگاري هاي نقطه اي انجام شده ، از جوشهاي يك جوشكار يا اپراتور جوشكاري ثابت مي كند كه عمليات طباق روش موفقيات آميزي انجام شده است يا خير ؟ اگر عمليات موفقيت آميزي نباشد تصميمات تصحيحي بايد انجام گردد تاا عملياات جوشاكاري در كارهاي بعدي بهبود يابد .
49
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
پرتونگاري نقطه اي بر طبق اين مقررات سطح كيفي كاملا از پيش تعيين شده اي را تضمين نمي كند . بايد درك شود كه يك مخزن كه تحت اين مقررات پرتونگاري نقطه اي شده و پذيرفته شده است هنوز ممكن است داراي عيوبي باشد كه در اثر آزمايشات بيشاتر مي تواند آشكار شود . اگر قرار باشد تمامي عيوب جوش كه در نتيجه پرتونگاري از يك مخازن آشاكار شاده اناد مرتفاع گردناد .
بنابراين پرتونگاري به طور كامل 111درصد بايد انجام گيرد . a) اتصالات لب به لب جوشكاري شده اي كه بايد بطور پرتونگاري نقطه اي پرتونگاري گردند بايد طبق شرايط زيار بطاور موضعي مورد آزمايش قرار گيرند . b) حداقل دامنه (تعداد) آزمايشات پرتونگاري نقطه اي . 1- بر روي هر مخزن و به ازاي هر 14 متر يا كسري از آن از جوشاهاي كاه طباق جادول (12-UW ) در ساتون (b ) كاه مربوط به (Joint Efficiency ) است (اگر اعداد 1.84 يا 1.8 در نظر گرفته شده باشد ) براي آن پرتونگاري منظاور شاده اسات و يك فيلم نقطه اي بايد پرتونگاري گردد با اين حال براي مخازن در قسمتهاي مشابه كه طول جوشهايي از آنها كه بايد طباق ساتون ( b ) از جدول (12-UW ) بطور نقطه اي پرتونگاري گردند كمتر از 41متر باشد به ازاي هر 41 متر از طول مجماوع جوشاهاي ايان مخازن مي توان يك فيلم نقطه اي پرتونگاري كرد. 2- براي جوشهايي كه بايد آزمايش شوند تعداد كافي پرتونگاري نقطه اي بايد گرفته شوند تا عمليات انجام شده توسط هار جوشكار يا اپراتور جوشكاري مورد سنجش قرار گيرد. تحت شرايط كه 2 يا بيشتر از 2 جوشكار ياا اپراتاور جوشاكاري لاياه هااي مختلف يك اتصال يا دو طرف يك اتصال لب به لب دو طرفه را جوشكاري كنند يك فيلم نقطه اي عمليات انجام شده توساط ايان جوشكاران را پوشش دهند . 3- هر پرتونگاري نقطه اي بايد حتي الامكان به محض اينكه طول عمليات جوشكاري و حد لازم باراي پرتونگااري مطاابق پاراگراف (1-b ) رسيد يك فيلم نقطه اي بايد پرتونگاري گردند بايد محل پرتونگاري نقطه اي بايد توسط بازرس تعيين گردد. مگر اينكه از قبل به بازرس اطلاع داده شده باشد و ايشان نتوانند حاضر شوند. تا بتواند انتخاب كند در اين صورت سازنده ماي تواناد باه تشخي خودش محل هايي را براي پرتونگاري نقطه اي تعيين كند. 5- پرتونگاري هايي كه مطابق الزامات ساير پاراگرافها مانناد ])UW-14(b)],[UW-11(a)(5)(b)],[UW-9(d[ باراي محل هايي خاصي انجام شده است نبايد جزو پرتونگاري ها ي نقطه اي منظور گردد. c) استاندارد هاي آزمايشات پرتونگاري نقطه اي آزمايش پرتونگاري نقطه اي بايد مطابق با تكنيكهاي شرح داده شده در ])UW-51(a[ انجام گيرد. حداقل طاول فايلم پرتونگااري بايد 6 اينچ باشد سازنده مي تواند بعد از مورد قبول قرار گرفتن مخزن توسط بازرس فيلم هاي پرتونگاري نقطاه اي را نگاه دارد ياا آنها را دور بريزد قابليت پذيرش جوشهاي آزمايش شده توسط پرتونگاري نقطه اي بايد توسط استاندارد هاي زير ارزيابي گردد. 1)- جوشهايي كه نشانه ها در فيلم هاي پرتونگاري آنها نشانگر وجود ترك يا ذوب و يا نفوذ ناق مي باشند قابل قبول نمي باشند. 2) – جوشهايي كه نشانه ها و فيلم هاي پرتونگاري آنها بيانگر ناخالصي سرباره اي يا حفره ( منظور CAVITY حالت تقعريست كه در پاس ريشه اتفاق مي افتد) در صورتي كه طول هر نشانه اي بيشتر از دوسوم (t ) باشد قابل قبول نمي باشد . (t ) عبارت است از ضخامت جوش محل اتصال منهاي ضخامت گرده جوش ، در اتصال لب به لب دو ورق با ضاخامت متفااوت ، ضخامت گلويي جوش گوشه اي بايد به (t ) اضافه شود . اگر نشانه هاي متعدد با محدوده هاي قابل قبول بالا در ياك ردياف قارار داشته باشند بايد آن جوش مورد پذيرش قرار گيرد مشروط بر آنكه مجموع طول بزرگترين نشانه هايي در طاولي باه انادازه 6 برابار ضخامت فلز از يك ضخامت فلز تجاوز ننمايد ( براي طولهاي كمتر از 6 برابر ضخامت حد قباولي متناساب باا آن ماي تواناد كانم شود) و همچنين مشروط بر آنكه بزرگترين نشانه هاي مورد بحث حداقل به اندازه ي (3L ) از هم فاصله داشته باشند ( فصاله باين دو نشانه بايد فلز جوش سالم باشد ) كه در اينجا (L ) عبارت است از طول بزرگترين نشانه. حداكثر طول نشانه هاي قابل قبول بايد 19 ميليمتر باشد. چنين نشانه هايي با طول كمتر از 6 ميليمتر باياد باراي هار ضاخامتي قابال قبول باشد.
51
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
3)- در جوشهايي كه لازم نيست به صورت صد در صد پرتونگاري گردند نشانه هاي مدور (منظور تخلخلهاي داخل جوش هساتند) فاكتوري در قابليت پذيرش جوش به حساب نمي آيد.
بحث اصطلاح "پنالتی " برای جوشهای تعمیری در مخازن تحت فشار )UW-52(d ارزيابي و تستهاي مجدد
1) وقتي كه طبق الزامات ])1()b([ يا ])2()b([ ياك جاوش پرتونگااري ( spot ) شاد طباق ])1()c([ ياا ])2()c([ در باالا پذيرفته شد تمامي جوشهايي كه (14 متر ) اين جوشها نماينده آنهاست بايد مورد پذيرش قرار گيرند. 2) وقتي كه طبق الزامات ])1()b([ يا ])2()b([ يك جوش پرتونگاري ( spot ) شود و مشخ شود حداقل الزامات كيفاي قياد شده در ])1()c([ يا ])2()c([ در بالا تامين نشاده اسات. دو فيلماي اضاافي در نقااطي دورتار از فايلم ( spot ) اولياه از هماان جوشهايي كه فيلم ( spot ) اولي نماينده آنهاست بايد پرتونگاري گردد. محلهاي اين فيلم هاي اضافي مانند آنچه كه در مورد فايلم ( spot ) اوليه مطابق پاراگراف ])3()b([ آورده شده بايد توسط بازرس يا سازنده تعيين گردد.
a) اگر اين دو فيلم ( spot ) اضافي نشان بدهد كاه جوشاها داراي حاداقل الزاماات كيفاي قياد شاده در])1()c([ ياا ])2()c([ مي باشند . تمامي جوشهايي كه اين سه فيلم ( spot ) نماينده آنها هستند قابل قبول ماي باشاند مشاروط بار آنكه عيوب آشكار شده توسط فايلم ( spot ) اول توساط جوشاكار تعميار شاده باشاد و جاوش تعمياري باياد طباق
الزامات(52-UW ) مورد آزمايشات پرتونگاري قرار گيرد b) اگر هر يك از دو فيلم (spot ) اضافي نشان بدهند كه جوشها فاقد حداقل الزامات كيفي قيد شده در ])1()c([ ياا
])2()c([ مي باشند تمامي جوشهايي كه اين سه ( spot ) نماينده آنها هساتند باياد ماردود اعالام گردناد. تماامي فلاز جوشهاي مردود بايد برطرف گشته و مجددا جوشكاري گردند يا بصورت دلخواه سازنده تمامي جوشهاي مردودي بطور كامل پرتونگاري شده و تنها عيوب تعمير گردند. c) جوشكاري تعميريها بايد مطابق روش تاييد شده و قابل قبول براي بازرسي انجام شود . از اتصال دوبااره جوشاكاري شده يا نواحي تعمير شده جوش ، طبق الزامات (52-UW ) بايد يك فيلم ( spot ) پرتونگاري گردد.
مقطع زني: (41-UW) كد اجازه بررسي جوشها به روش مقطع زني را در صورت توافق هر دو طرف خريدار و سازنده صادر كرده است ، اما اين مقطع زني نمي تواند جايگزين پرتونگاري مقطعي گرددو همچنين در افزايش ضريب اتصال نقش ندارد.نمونه ها توسط اره مناسب تهيه مي گردد. ابعاد نمونه بايد به حد كافي باشد تاامكان دسترسي به كل سطوح مقطع ناحيه اتصال وجود داشته باشد. در صورت استفاده از برش اكسيژن براي تهيه نمونه مقطع، شكاف ايجاد شده نبايد از "1⁄2 1 يا پهناي جوش (هركدام بيشتر باشد) بزرگتر شود. جوش نمونه تهيه شده بدين روش بايد توسط اره مقطع بخورد . اين مقطع بايد كل پهناي ناحيه جوش را در بر گيرد. سپ بايد نمونه پرداخت شده و به روش مناسبي حكاكي شود (etch) شود. نمونه بشرطي مورد پذيرش واقع مي شود كه عاري از هرگونه ترك و عدم نفوذ باشد. وجود مقداري سرباره يا حفرات گازي مورد قبول است . مشروط به اينكه (1) حفرات گازي از" 1/16 تجاوز نكرده و بيشتر از شش عدد از اين حفرات با حد اكثر اندازه در يك اينچ مربع از فلز جوش وجود نداشته باشد.(2) مجموع مساحت حفرات گازي بزرگ از 0.02 اينچ مربع در هر يك اينچ مربع از فلز جوش تجاوز نكند. پهناي هر ناخالصي سرباره مجزا كه به موازات ورق قرار گرفته نبايد بيشتر از نصف پهناي جوش سالم در همان نقطه باشد.مجموع ضخامت ناخالصي هاي سرباره در صفحه اي عمود به سطح ورق نبايد از 11% ضخامت نازكترين فلز پايه تجاوز نمايد.
51
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
در صورتيكه نمونه مقطع الزامات كد را برآورده نكند بايد دو نمونه ديگر از همان خط جوش هريك در يك سمت نمونه اولي و از محلي كه توسط بازرس تعيين مي گردد. تهيه شود .(در صورتيكه هر يك از اين نمونه ها مردود شد بايد نمونه ديگري در نزديكي آن تهيه و آزمايش شود تا محدوده ي جوش معيوب مشخ گردد.)علاوه بر اين بازرس بايد نمونه هاي ديگري از تمامي خطوط جوش كه توسط جوشكار خط جوش معيوب انجام شده ، تهيه و آزمايش نمايد. .(در صورتيكه هر يك از اين
نمونه ها مردود شد بايد نمونه ديگري در نزديكي آن تهيه و آزمايش شود تا محدوده ي جوش معيوب مشخ گردد.) تمامي مناطقي كه مجددا جوشكاري شده اند در صورت درخواست بازرس بايد مجددا تحت آزمون قرار گيرند. نمونه هاي مقطع بايد با روش مناسبي مارك شده يا برچسب خورده و محل اصلي آنها روي قطعه اصلي، شماره شناسايي پروژه يا قطعه و كد جوشكار يا اپراتور جوشكاري ثبت گردد. پ از حكاكي نمونه ها بايد چرب شده و در محفظه هاي قابل شناسايي نگهداري شوند. در پايان كار ساخت مخزن بايد محل تمامي اين نمونه ها بهمراه شماره شناسايي آنها روي يك نقشه مشخ و ثبت گردد. نمونه ها ممكن است توسط خريدار نگهداري شده و يا دور انداخته شوند. سوراخهاي ايجاد شده در بدنه در اثر نمونه برداري با استفاده از اره گرد را مي توان با هر روش جوشكاري كه مورد تاييد بازرس باشد ترميم نمود . بهنرين روش اينست كه يك قطعه گرد مشابه از ورقي مشابه برش داده شده و پ از پخ زني لبه هاي آن و لبه هاي سوراخ ، درون سوراخ قرار داده شده و جوش دوطرفه اعمال گردد . در صورتيكه جوشكاري فقط از يك سمت مقدور باشد بايد ناحيه ريشه بگونه اي باشد كه از نفوذ كامل جوش اطمينان حاصل گردد . هر لايه جوش بايد چكش زني شود تا از ميزان تنشهاي پسماند كاسته شود. در صورتيكه ضخامت فلز پايه كمتر از يك سوم قطر سوراخ باشد ، مي توان از يك ورق پشت بند در سمت داخل مخزن استفاده كرد و كل سوراخ را توسط فلز جوش پر كرد . اگر ضخامت فلز پايه كمتر از يك سوم قطر سوراخ و يا بزرگتر از دوسوم قطر سوراخ نباشد مي توان كل سوراخ را از يك سمت با فلز جوش پر كرد. و از سمت ديگر سطح جوش را پرداخت و تميز نمود . روشهاي ديگري نيز براي پر كردن سوراخ هاي نمونه برداري وجود دارد ولي روش توضيح داده شده در بالا رايجترين آنهاست.
آزمون فشار
در عمل همه مخازني كه براي كار در فشارهاي بالاتر از فشار اتمسفر طراحي شده اند مورد آزمون فشار قرار ميگيرند و معمولا اين آزمون در كارخانه سازنده انجام ميشود. بنابراين حضور و نظارت بر اجراي آزمون فشار از جمله وظايف متداول بازرسي بشمار ميرود. حضور همه طرفهاي درگير هنگام اجراي اين آزمون ضروري است و اين نكته بايد در برنامه بازرسي و آزمون به شكل نقطه توقف مشخ شود. البته اين آزمون هم محدوديتهاي ويژه خود را دارد. تنشهايي كه به هنگام آزمون فشار به مخزن وارد ميشود اساسا تنشهاي ايستا (استاتيك) هستند و موجب اعمال تنشهاي اصلي و در نتيجه كرنشهاي اصلي ناشي از آن به مخزن ميشوند. يعني آنچه مورد آزمون قرار ميگرد مقاومت و ايستادگي مخزن تنها در دامنه تنشها و كرنشهاي اصلي است و نشان دهنده مقاومت مخزن در برابر بارهاي متناوب (خستگي)، خزش و يا ديگر فرآيندهايي كه ميتوانند موجب تخريب مخزن شوند، نيست. در نتيجه براي مخازني كه بدرستي مورد بازرسي و وارسي و عيب يابي (بويژه عيوب جوش) قرار نگرفته باشد، آزمون فشار يك آزمون اثباتي و تاييد كننده نخواهد بود. آزمون فشار آزمونيست تنها براي بررسي نشتي در شرايط اعمال فشار. آزمون فشار
بروشهاي مختلفي در مخازن اجرا ميگردد كه دو روش بسيار پر كاربرد آن شامل آزمون هيدروستاتيك و آزمون پنوماتيك ميباشد.
52
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
اين آزمون رايجترين آزمون فشاري است كه در مورد مخازن تحت فشار اجرا ميشود. در مواردي كه ضخامت ورق مخزن و تنشهاي مجاز به خوبي مشخ و شناخته شده باشند و هيچ عامل مهم ناشناخته اي در زمينه طراحي مكانيكي مخزن وجود نداشته باشد، اين آزمون متداولترين آزمون است. براي مخازني كه تنها يك محفظه دارند، يك آزمون هيدروستاتيك به تنهايي كافيست، ولي براي مخازني كه داراي چند محفظه هستند، مانند مبدلهاي حرارتي، براي هر كدام از محفظه هاي مخزن بايد آزمون جداگانه اي اجرا شود. تمامي كدها/استانداردهاي طراحي مخازن تحت فشار دستورات مشخصي براي الزامات و چگونگي اجراي
آزمون هيدروستاتيك ارائه نموده اند.
فشار آزمون هیدروستاتیك بر اساس 99-UG پاراگراف )UG-99(a
آزمون هيدروستاتيك بايد در مورد تمام مخازن بعد از مراحل زير انجام شود: (1)- تمام شدن عمليات ساخت، به جز عملياتي كه قبل از تست نميتوانند انجام شوند مانند آماده سازي جوشهاي انتهايي كار -U[ ])e)(1)(a(1 و سنگ زني براي بهبود ظاهر فلز مبنا بطوريكه بر ضخامت مورد لزوم تاثيري نگذارد. (2)- تمام آزمايشات انجام شده باشد. به استثنا آنهايي كه لازم است بعد از آزمون انجام شوند. مخازن كامل شده به جز آنهايي كه مطابق با الزامات )100-UG( و )101-UG( آزمون شده اند بايد آزمون هيدروستاتيك را به شرحي كه قبلا در اين پاراگراف آمده است با موفقيت از سر گذرانده باشند.
پاراگراف )UG-99(b به جز مواردي كه در بند a و ضميمه 4-27 مجاز شمرده شدهاند، مخازني كه براي فشار داخلي طراحي شده اند بايد در معرض فشار آزمون هيدروستاتيك قرار گيرند كه آن فشار در هر نقطه مخزن حداقل معادل 1.3 برابر حداكثر فشار كاري مجاز )MAWP( كه بر روي مخزن نوشته شده ضربدر كمترين نسبت تنش در درجه حرارت تست به تنش در درجه حرارت طراحي (به -UG 21نگاه كنيد). تمامي نيروهايي كه ممكن است در اين تست وجود داشته باشند بايد در محاسبات در نظر گرفته شوند.
مطابق پاراگراف ضميمه 3-27 فشار هيدروستاتيك در مخازن داراي پوشش شيشه )Glass Lined( حداقل برابر فشار MAWP باشد و نيازي نيست از فشار بالاتري استفاده گردد.
الزامات سنجه آزمون:
براساس پاراگراف 102-UG ، بايد در حين آزمون هيدروستاتيك يك سنجه ( نشانگر) مستقيما به مخزن متصل شود . در صورتي كه اين سنجه براحتي براي اپراتور كنترل كننده قابل ديد نباشد، بايد سنجه ديگري نيز در محل مناسب و قابل ديد در كل مدت تست نصب گردد . همچنين توصيه شده كه علاوه بر سنجه هاس نشانگر ،از يك سنجه ثبت كننده نيز در مخازن بزرگتر استفاده شود. همه كارگاه ها ، بخصوص كارگاه هاي كوچك سنجه ثبت كننده ندارند اما استفاده از دوسنجه نشانگر به دليل حساسيت بالاي اين سنجه ها وامكان آسيب ديدن آنها در تمامي تستها لازم بنظر مي رسد.
53
آزمون هیدروستاتیك:
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
شكل 12– نكات مهم و كارگشا در آزمون هيدروستاتيك
براساس الزامات كد بايد در تمامي نقاط مرتفع مخزن دريچه هاي هواگيري وجود داشته باشد تا از محبوس شدن هوا هنگام پر
كردن مخزن جلوگيري شود . حب شدن هوا درحين تست مي تواند منجر به ايجاد حادثه و خسارت گردد.
وضعیت سنجه )Gauge( فشار مطابق )UG-102 (b) & (c محدوده فشار سنج ميبايست از 1.5 برابر فشار تست كمتر نبوده و از 5 برابر فشار تست بيشتر نباشد. تمامي سنجه ها بايد براساس استاندارد كاليبره شده و هر زمان كه احساس شود كه سنجه داراي خطاست بايد مجددا كاليبره شوند. كد الزام كرده است كه قبل از اجراي آزمون ، تجهيزات آزمون مورد بازرسي قرار گرفته و كليه اتصالات كم فشار و تجهيزات جانبي كه نبايد تحت فشار قرار گيرد از مخزن جداشوند.
54
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
جدول 9– مرجع كد آزمون هيدروستاتيك
آزمون پنوماتيك تنها در شرايط ويژه اي كه دلايل مناسبي براي برتري اين آزمون نسبت به آزمون هيدروستاتيك وجود داشته باشد، براي مخازن تحت فشار اجرا ميگردد. آزمون پنوماتيك بسيار خطرناك است چراكه در صورت بروز احتمالي شكست منجر به انفجارهاي مخرب خواهد شد. به همين دليل پاره اي اقدامات مشخ و تاييد شده احتياطي وجود دارد كه بايد پيش از اجراي آزمون روي مخزن بررسي شوند و افزون بر آن پاره اي نكات ايمني است كه حتما بايد هنگام اجراي آزمون مورد توجه و دقت
قرار گيرند.
55
آزمون پنوماتیك:
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
پاراگراف 100-UG (a) عطف به مندرجات پاراگراف )2( & )1()UG-99(a به جاي آزمون هيدروستاتيك شرح داده شده در 99-UG ميتوان از آزمون
پنوماتيك كه در اينجا شرح داده ميشود براي مخازن زير استفاده كرد: 1) طوري طراحي شده اند يا تقويت و ساپورتگذاري آنها به گونه اي است كه نميتوان با اطمينان و ايمني آن را از آب پر
كرد.
2) به آساني خشك نميشوند به اين معني كه اين مخازن بايد در سرويسهايي بكار روند كه ذرات بقاياي مايع آزمون براي
آن سروي قابل قبول نيستند و بخشهايي از آنها قبلا با فشاري كه در 99-UG آورده شده آزمون هيدروستاتيك شده اند.
(b) به استثنا مخازن لعاب دار )Enameled( مه فشار آزمون نيوماتيك آنها حداقل برابر با حداكثر فشار كاري مجازي است كه بايد روي آن مارك شود (ولي از آن تجاوز ننمايد). فشار آزمون نيوماتيك بايد حداقل بابر با 1.1 برابر حداكثر فشار كاري مجاز ضربدر
كوچكترين نسبت بين مقدار تنش در درجه حرارت آزمون به مقدار تنش در درجه حرارت طراحي باشد. تحت هيچ شرايطي فشار
آزمون نيوماتيك نبايد از .1.1 برابر مبناي بكار رفته در محاسبه فشار آزمون، آنطور كه در ضميمه 2-3 تعريف شده، تجاوز نمايد. (c) درجه حرارت فلز در خلال آزمون نيوماتيك بايد حداقل 17°C بالاتر از حداقل درجه حرارت طراحي فلز باشد تا خطر شكست
ترد را به حداقل برساند (نگاه كنيد به 20-UG و يادداشت كلي )6( شكل 66.2 از بخش UCS ). (d) فشار در مخزن بايد تا اندازه اي كه بيشتر از نصف فشار آزمون نباشد به تدريج افزايش يابد. از آن پ بايد طي مراحلي به اندازه تقريبي 1/10 فشار آزمون افزايش يابد تا به اندازه فشار آزمون برسد. سپ فشار بايد تا مقداري كه معادل فشار تقسيم بر 1.1
ميباشد كاهش يابد و در اين فشار به مدت زمان كافي نگه داشته شود تا بازرسي از مخزن انجام شود. به استثنا نشتي هايي كه ممكن است در محلهايي رخ بدهد كه آن محلها بطور موقتي نازلها را مسدود نموده اند كه بايد در آينده توسط جوشكاري به سيستم متصل گردند، درهنگام بازرسي چشمي هيچگونه نشتي مجاز نميباشد. نشتي درزهاي موقتي بايد به
گونه اي كنترل گردند تا با ساير اتصالات تماس نداشته باشند. از بازرسي چشمي مخزن در فشاري كه برابر با فشار آزمون تقسيم بر 1.1 ميباشد ميتواند چشم پوشي كرد مشروط بر آنكه:
1) از گاز مناسبي براي تست نشتي استفاده گردد. 2) جايگزيني گاز تست نشتي با موافقت بين سازنده و كارفرما باشد. 3) تمامي درزهاي جوشكاري شده اي كه بعد از مونتاژ از ديد مخفي مي مانند، قبل از مونتاژ مورد بازرسي چشمي قرار
گيرند. 5) مخزن محتوي مواد سمي نباشد.
(e) مخازن به استثنا آنهايي كه حاوي مواد سمي هستند ميتوانند قبل از آزمون فشار چه از داخل يا از بيرون رنگ يا پوشش شوند و يا ميتوانند از داخل روكشكاري )lined( شوند. با اين حال به استفاده كننده اخطار ميگردد كه اين رنگ يا پوشش يا روكش ميتوانند نشتي هايي را كه ميشد توسط آزمون فشار كشف نمود از ديد مخفي نمايند.
پاورقي )35( بعضي موارد پيش ميآيد كه لازم ميشود مخزني كه فقط بخشي از آن از مايع پر شده را تست نمود. براي چنين مخازني، تركيبي از آزمون نيوماتيك و هيدروستاتيك را ميتوان بعنوان جايگزين آزمون نيوماتيك به كار برد. مشروط بر آنكه سطح مايع تا ارتفاعي از مخزن باشد كه حداكثر تنش منجملع تنش ايجاد شده توسط فشار گاز يا هوا در هر نقطه از مخزن (معمولا نزديك بدنه مخزن) يا در محل اتصال ساپورتها از 1.3 برابر مقدار تنش مجاز ماده ضربدر ضريب كارآيي اتصال تجاوز ننمايد. بعد از آنكه سطح مايع در ارتفاعي قرار گرفت كه اين شرايط را برآورده نمايد تست آنطور كه قبلا در )b( يا )c( شرح داده شده انجام ميشود. هوا يا گاز وقتي بعنوان سيال آزمون بكار برده شوند خطرناك هستند. بنابراين توصيه ميشود كه وقتي از هوا يا از گاز به منظور تست استفاده ميگردد تمهيدات احتياطي خاص پيش بيني گردد.
56
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
پاراگراف 50-UW در مخازني كه تحت آزمون پنوماتيك قرار ميگيرند، كل خطوط جوشي كه در ادامه آمده بايد از نظر وجود ترك تحت آزمون قرار گيرند: (a) كليه جوشهاي اطراف دريچه ها (b) كليه جوشهاي اتصالات )attachments( شامل جوش اتصالات غير تحت فشار به اجزاء تحت فشاري كه گلويه اي بيشتر از 6
mm )"1⁄4( دارند.
شكل 13– نكات مهم و راهگشا در آزمون پنوماتيك جدول 11– مرجع كد آزمون پنوماتيك
57
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
براي سازنده مخزن تحت فشار ، آزمونهاي غير مخرب به معني تعيين جوشكار ، ورقها، قطعات ريخته گي و آهنگري معيوب قبل، حين و بعداز ساخت مي باشد . براي كاربر مخزن، آزمونهاي غير مخرب يك تكنيك نگهداري است كه سبب افزايش اطمينان از ايمني و سلامت مخزن تا دوره ي بعدي بازرسي ميگردد. گسيختگي هاي جدي در جوشها و يا كاهش ضخامت ديواره مي تواند باعث توقفات پر هزينه و يا بدتر، حوادث خطرناك شود . براي اينكه اينگونه عيوب در اسرع وقت تشخي داده شوند بازرسي چشمي به تنهايي كفايت نمي كند. شرايط داخلي ماده يا جوش فقط بااستفاده از روش مناسب آزمون غير مخرب قابل بررسي مي باشد جدول 11 برخي روشهاي آزمون غير مخرب كه در ساخت مخازن تحت فشار رايج هستند را توصيف مي كند.
جدول – مرجع كد آزمونهاي غير مخرب ذرات مغناطي و مايع نافذ
آزمونهای غیر مخرب :
58
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
بازرسيهاي چشمي و ابعادي بخشي از فعاليتهاي بازرسي نهايي است كه براي مخازن تحت فشار انجام مي شود .بازرسي نهايي براي مخزنهايي كه مشمول گواهيهاي قانوني هستند اجباري است و هموار در قراردادها به عنوان نقطه ي بازرسي حضوري تعيين و مشخ مي شود . اجراي اين بازرسي چندان دشوار و پيچيده نيست ، ولي بهتر است كه براي آسانتر كردن تهيه ي گزارشهاي مربوطه از رويه اي سازمان يافته و فهرست كارنماي ( چك ليست ) مشخ استفاده كرد . بازرسيهاي چشمي و ابعادي را مي توان پيش و پ از آزمون فشار آب انجام داد ، ولي اجراي اين بازرسيها پ از آزمون فشار آب متداولتر است و اين امكان را فراهم مي كند كه بازرسيهاي دروني و بيروني مخزن در يك زمان انجام شود . در اين شرايط مخزن آماده ي زنگ زدايي و ماسه پاشي (سند بلاست ) و رنگ آميزي است . هر چند بازرسيهاي چشمي و ابعادي معمولا ً همزمان با هم انجام مي شوند ولي براي
روشنتر شدن مفاهيم هر يك را به تنهايي بررسي خواهيم كرد .
بازرسی چشمی
هدف از بازرسي چشمي پيدا كردن عيوب و اشكالاتي است كه يكپارچگي مخزن را خدشه دار مي كند . براي يافتن آثار و مداركي كه نشان دهنده ي اشكال و ضعف در اجراي آن دسته از عمليات ساخت باشد كه احتمالا ً در طول زمان ساخت و در غياب نظارت و بازرسي بازرس مستقل انجام شده است ، اين بازرسي بسيار مفيد و كارساز است .
نمای بیرونی مخزن
اصول بازرسيها ي اصلي و اساسي براي همه ي مخازن يكسان است . اين موارد را وارسي كنيد :
* آرایش ورقها .
ترتيب آرايش ورقها را با نقشه هاي تأييد شده ي اوليه مقايسه كنيد ( نه با نقشه اي كه احتمالا ً در سطح كارگاه و در كنار مخزن پيدا مي كنيد ) . چندان دور از ذهن نيست كه سازنده براي منافع بيشتر تركيب آرايش ورقها را تغيير دهد تا بتواند از ورقهاي موجود در انبارش نهايت استفاده را ببرد . اگر با چنين مواردي روبه رو شديد ، مطمون شويد كه آرايش جديد موجب تغيير در
طراحي نشده باشد ، براي نمونه محل گشودگي نازل ها از روي درز جوشها و يا خيلي نزديك به آن گذر نكرده باشد .
* وضعیت ورق ها .
وجود حفره و خراش و ساير آسيبهاي فيزيكي روي ورق را وارسي كنيد و با دقت به دنبال آثار و نشانه هاي سنگ زدن عميق و عمقي و شيارهاي قابل مشاهده ، كه عمق آنها بيشتر از 11 درصد ضخامت ورق باشد ، بگرديد . اين آسيبها در اثر برخورد لبه ي صفحه سنگ دستي به وجود مي آيند و عامل خطرناك و نگران كننده اي هستند . * پرداخت سطح . وجود پوسته هاي معمولي ناشي ازذوب و توليد روي سطح ورق تا پيش از زنگ زدايي و ماسه پاشي ( سند بلاست ) قابل قبول است . وجود هر گونه « تابيدگي و موج دارشدن » سطح ورق را كه ناشي از خطا و اشتباه در عمليات نوردكاري باشد ، به دقت بررسي كنيد . * کاهش ضخامت .
59
بازرسی چشمی و ابعادی
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
سنگ زدن بيش از اندازه پذيرفتني نيست ، زيرا ضخامت مؤثر ديواره را كاهش مي دهد . محل اتصال عدسي به بدنه را با دقت بسيار زياد وارسي كنيد ، زيرا معمولا ً اين قسمت را براي پوشاندن ناهمترازي اتصال و تنظيم نادرست لبه ي اتصال و رسيدن به سطح صاف و همواره ، بيش از اندازه سنگ مي زنند . * آماس و شکم دادگی . تمام سطح مخزن را براي يافتن برآمدگي و شكم دادگي احتمالي به دقت بررسي كنيد . اين آسيب معمولا ً ناشي از وارد آمدن نيروي بيش از اندازه به بدنه يا عدسي هنگام تنظيم و همتراز كردن اتصال عدسي به بدنه و يا انحراف از گردونگي بيش از اندازه ي بدنه ي مخزن به وجود مي آيد . * راستای فلنج ها . بررسي كنيد كه فلنج ها هنگام ساخت و يا عمليات حرارتي مخزن دچار كشيدگي يا پيچش و انحراف نشده باشند . اين امر مي تواند موجب انحراف و ناهمترازي فلنج نسبت به محور مخزن شود . كافي است با يك وارسي ساده و اندازه گيري با خط كش فولادي اين مورد را بررسي كنيد . * جوشکاری . تمام جوشكاريهاي سطح بيروني مخزن را مورد بازرسي چشمي قرار دهيد. با مشاهده ي پهناي گرده ي جوش مي توانيد بفهميد كه آيا آماده سازي لبه هاي اتصال جوش به درستي انجام شده است يا خير؟ بررسي كنيد كه سازنده به هنگام ساخت و به دليل سختي و دشواري دسترسي به درون مخزن و براي سهولت خود جوشهاي يك طرفه را جايگزين جوشهاي دو طرفه نكرده باشد . وجود جوشكاريهاي زمخت و ناهموار پيرامون فلنج ها را ، به ويژه فلنج هاي كوچك با قطر كمتر از 41 ميليمتر ، به دقت بررسي كنيد زيرا انجام جوشكاري درست و مناسب در چنين موقعيتهايي سخت و دشوار است . پ با دقت به دنبال عيوب احتمالي مانند بن بريدگي ، نفوذ ناق و يا برآمدگي بيش از اندازه ي گرده ي جوش بگرديد .
درون مخزن
بازرسي كامل و دقيق درون مخزن بسيار مهم است و نمي توان اين كار را تنها با نگاه كردن از دريچه ي آدم رو به انجام رساند ، بلكه بايد با استفاده از روشنايي كامل وارد مخزن شد تا بتوان بازرسي كارساز و مؤثر انجام داد. اين موارد را بررسي كنيد : * همترازی اتصال عدسی به بدنه. بيشتر سازندگان نهايت دقت و تلاش را مي كنند كه لبه ي دروني اتصال محيطي عدسي به بدنه را كاملاً دقيق و همتراز درآورند. درستي اين كار را وارسي كنيد و بررسي كنيد كه تمام درز جوش محيطي به شكل يكنواخت و مناسب جوشكاري شده باشد. * « نشست » نازل. طول «درون نشست» نازل هايي كه بايد درون مخزن وارد شوند را وارسي كنيد. در اينجا هم بايد به نقشه هاي تأييد شده ي اصلي استناد كنيد. * درز جوش ها.
همان بازرسي چشمي كه براي جوشكاري هاي بيروني مخزن انجام داده ايد براي درز جوش هاي درون مخزن نيز انجام دهيد و مطمون شويد كه همه جرقه هاي جوش از پيرامون درز جوش ها زدوده و برطرف شده باشد.
61
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
تمام سطوح دروني مخزن را از نظر خوردگي كلي وارسي كنيد. ممكن است در اثر آزمون فشار آب زنگارها يا لكه هاي ناچيز و سطحي به وجود آيد كه چندان مهم و موجب نگراني نيست. اگر در مشخصات فني مخزن اشاره به زنگ زدايي و ماسه پاشي سطوح دروني مخزن نشده باشد اين لكه ها و زنگارها بايد با برس سيمي زدوده و از ميان برداشته شود. به طور كلي نبايد هيچ نشانه اي از پوسته هاي ناشي از ذوب و توليد ورق روي سطوح دروني مخزن به جا مانده باشد اگر چنين نباشد بدان معني است
كه ورق پيش از شروع عمليات ساخت به خوبي زنگ زدايي و ماسه پاشي (سند بلاست) نشده است.
* اتصالات درونی.
درستي و همخواني اين اتصالات را با نقشه هاي تأييد شده بررسي كنيد. در بسياري از مخزن ها اتصالات دروني مانند جداكننده هاي بخار ، موج گير ها و ورق هاي ضربه گير ، پيچ و مهره اي و باز و بسته شونده هستند. به همين دليل موقعيت اتصالات و تجهيزات دروني مخزن بسيار مهم است و بايد اطمينان پيدا كنيد كه با توجه به موقعيت دسته ها و نگهدارنده هاي مخزن در جاي
درست قرار گرفته باشند. بهتر است جفت و جور بودن دريچه آدم رو و يا ساير دريچه ها ي بازرسي را هم به دقت بررسي كنيد. اگر درباره هر يك از نتايج بازرسي هاي درون مخزن دچاره شك و ترديد بوديد بهترين كار اين است كه پيش از اينكه سازنده عمليات پوشش كاري و بسته بندي را شروع كند بي درنگ اين موارد را گزارش كنيد. تمام مواضع مشكوك جوشكاري را براي پيدا كردن عيوب احتمالي مورد آزمون رنگ نافذ قرار دهيد. عيوب كوچك را مي توان سنگ زد و برطرف كرد. گزارش دقيقي از محل هاي مورد بازرسي تهيه كنيد و هر نوع عيب و ايرادي را كه پيدا مي كنيد به دقت شرح دهيد و تهيه كروكي را نيز هرگز
فراموش نكنيد.
بازرسی ابعادی
معمولاً بازرسي هاي ابعادي را براي مخزن هاي تحت فشار انجام مي دهند. هر چند كه مخزن «قطعه اي ظريف و دقيق» نيست ، ولي موقعيت تجهيزات و اتصالاتي كه به مخزن وصل مي شوند بسيارمهم است و بر همترازي اتصال شبكه لوله كشي اثر مي گذارد ، زيرا محاسبات تنش شبكه لوله كشي براساس راستا و مخوقعيت دقيق و مشخ نقطه اي ثابت ، مانند فلنج مخزن ، انجام مي گيرد و به همين دليل نبايد هيچ انحراف و ناهمترازي وجود داشته باشد. در عمل مي توان بازرسي هاي را پيش و يا پ از آزمون فشار آب انجام داد زيرا كرنش ها يا اعوجاج هاي ناشي از آن بسيار ناچيز و كوچك است و با روش هاي ساده اندازه گيري قابل رديابي و محاسبه نيست. معمولاً سازندگان پيش از حضور بازرس اقدام به تهيه و تكميل گزارش بازرسي هاي ابعادي مي كنند (اين گزارش كروكي ساده اي از مخزن است كه در آن اندازه هاي مهم و حساس مخزن مشخ شده است). اين كار وظيفه شما را تا اندازه اي آسان تر مي كنند و ديگر نياز نداريد كه اندازه هاي مختلف را در در نقشه هاي گوناگون جستجو و بررسي كنيد. بازرسي هاي ابعادي را مي توان با استفاده از متر نواري فلزي ، خط كش فولادي بلند و كولي هاي بلند دروني و
بيروني انجام داد. رواداشت ها (تلران هاي) ابعادي در مخزن هاي تحت فشار معمولاً دامنه وسيع و متنوعي دارند. رواداشت هاي كلي نشان داده شده در نقشه ها را مبناي كار قرار دهيد و اگر رواداشت بزرگي ديده شد ، براي نمونه 6-4± ميليمتر ، آن ها را دوباره بررسي
61
* خوردگی.
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
كنيد. به ياد داشته باشيد كه استاندارد فني 8570 DIN نكات راهنماي كلي و عمومي رواداشت هاي ساخت تجهيزات را مشخ كرده است. هنگام بازرسي به نكات راهگشاي زير توجه كنيد : * خطوط مبنا. نخست موقعيت خطوط مبنا را بر اساس نقشه مشخ كنيد. هر مخزن بايد دو خط مبنا داشته باشد: يك خط مبناي طولي (معمولاً خط محور مركزي مخزن) و يك خط مبناي عرضي. خط مبناي عرضي معمولاً خط جوش محيطي مخزن انتخاب نمي شود ، بلكه در فاصله 41 تا 111 ميليمتر از درز جوش به سمت عدسي قرار مي گيرد. اين خط به سنبه كوبي روي بدنه ي مخزن مشخ و نشانه گذاري مي شود. * موقعیت دریچه آدم رو .
موقعيت دريچه آدم رو را نسبت به خط مبناي طولي مخزن وارسي كنيد.
* سطح فلنج دریچه آدم رو.
بررسي كنيد كه سطح اين فلنج تراز باشد. رواداشت 1± درجه قابل قبول است. * موقعیت نازل. يكي از مهم ترين اندازه ها در مخزن موقعيت نازل نسبت به خطوط مبناست. به جاي اينكه تلاش كنيد موقعيت تقريبي مركز هر نازل را مشخ كنيد، راه بهتر و ساده تر اين است كه فاصله ميان خطوط مبنا تا لبه فلنج هر نازل را اندازه گيري كنيد. * سطح فلنج. براي بررسي راستا و تراز بودن سطح فلنج ، يك خط كش فولادي را روي سطح فلنج قرار دهيد و سپ فاصله دو سر خط كش تا بدنه مخزن را اندازه گيري كنيد. در برخي موارد مي توان از تراز حباب دار مدرج براي اين كار استفاده كرد. سطح فلنج ها بايد با دقت 1/4 درجه نسبت به سطح مبنا تراز باشند. همچنين فاصله سطح فلنج تا محور مخزن را وارسي كنيد. رواداشت 3± ميليمتر براي اين فاصله پذيرفتني است. * سوراخ پیچ های فلنج. قطر سوراخ پيچ و قطر دايره پيچ هاي فلنج را به دقت بررسي كنيد. براساس يك معيار جهاني سوراخ پيچ ها بايد در دو سوي محورهاي افقي و عمودي فلنج قرار گيرند ، مگر اينكه خلاف آن به روشني در نقشه ها درج شده باشد. * اندازه گیری «خمیدگی» مخزن. هم مخزن هاي افقي و هم مخزن هاي ايستاده ي عمودي گاهي حول محورشان دچاره «خميدگي» مي شوند. اين امر معمولاً ناشي از وارد آمدن تنش هاي ناخواسته به هنگام ساخت يا عمليات حرارتي است. اندازه خمش مجاز بستگي به طول (يا ارتفاع) و قطر مخزن دارد. اندازه ي خميدگي در مخزني كوچك به طول 3 تا 4 متر و قطر تا 1/4 متر نبايد بيشتر از 5 ميليمتر باشد. يك مخزن بخار نمونه به طول تقريبي 11 متر و قطر 2/4 متر مي تواند 6 تا 7 ميليمتر خميدگي داشته باشد و هنوز مورد پذيرش قرار گيرد. خميدگي هاي بيش از اين اندازه هاي تقريبي معمولاً پذيرفتني نيست. مي توانيد خميدگي مخزن را با نگاه كردن به سطح بيروني مخزن در امتداد محور آن وارسي كنيد. اندازه اين خميدگي را مي توان با استفاده از يك سيم محكم و شق (مانند سيم پيانو) اندازه گيري كرد. براي بررسي بهتر و دقيق تر خميدگي مخزن بايد وارسي خميدگي در سه يا چهار موضع در پيرامون مخزن انجام گيرد.
62
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
مخزن هاي افقي معمولاً پايه هاي زين شكل ساده دارند. بررسي كنيد كه اين پايه ها درست و به گونه اي ساخته شده باشند كه مخزن درست در موقعيت تراز قرار گيرد. رواداشت 3± ميليمتر براي اين منظور بسيار خوب است ، ولي براي مخزن هاي بلندتر كه به دليل طول زيادشان اگر درست نصب نشوند دچاره خميدگي خواهند شد، بهتر است اين رواداشت كمتر در نظر گرفته شود. مخزن هاي ايستاده عمودي ممكن است سه پايه ي نگهدارنده داشته باشند و يا روي يك پايه ستون گرد استوانه اي كه روي لبه پاييني مخزن نصب مي شود سوار شوند. دقت ساخت اين پايه ها را بايد خيلي دقيق وارسي كنيد. مخزن بايد با دقت يك درجه در راستاي قائم قرار گيرد. بهترين زمان براي وارسي پايه ستون گرد استوانه اي ، پيش از جوش دادن آن به بدنه مخزن است. معمولاً هنگام بازرسي هاي ابعادي مخزن هاي تحت فشار با مواردي برخورد مي كنيد كه اندازه هاي انحراف بيش از رواداشت مجاز است. اين موارد الزاماً نمي تواند دليل ردكردن و نپذيرفتن مخزن باشد. آنچه كه لازم است داشتن كروكي درست و دقيق در گزارش بازرسي است تا موقعيت دقيق و اندازه اين انحراف را نشان دهد. بايد بررسي كنيد كه آيا چنين انحرافي هدف سازگاري مخزن را خدشه دار مي كند (براي نمونه خميدگي بيش از اندازه و يا ناهمترازي فاحش در فلنج) و يا اينكه تنها بر زيبايي آن اثر دارد. وجود هر نوع انحراف را كه ممكن است بر اجراي كارهاي بعدي در محل نصب براي اتصال لوله كشي ها به مخزن اثر داشته باشد به دقت گزارش و يادآوري كنيد.
گزارش ناسازگاری و اقدامات اصلاحی
اگر ناسازگاري در مخزن تحت فشار وجود داشته باشد ، معمولاً يافتن و مشخ كردن آن چندان دشوار و پيچيده نيست. زيرا شرايط و الزامات بازرسي هاي قانوني موجب استفاده از برنامه هاي دقيق بازرسي و آزمون و بازرسي هاي موشكافانه ي بسيار دقيق مي شود. در بيشتر موارد مشكل وجود تنها يك انتخاب براي اقدامات اصلاحي است ، زيرا ناسازگاري ها معمولاً هنگامي كشف مي شوند كه سازنده مخزن كار خود را بسيار پيش برده و يا اينكه تمام و كامل كرده است و در چنين شرايطي انتخاب اقدامات اصلاحي محدود مي شود. ممكن است با دو دسته ناسازگاري رو به رو شويد : دسته اي كه مي توان براي دستيابي به معيارهاي هدف سازگاري يك اقدام اصلاحي عملي را در مورد آن ها اجرا كرد و دسته ي ديگر آن هايي هستند كه تنها اقدام ممكن مرور و بررسي و استناد به اقدامات گذشته است. براي دسته دوم به ندرت راه حل كاملي وجود دارد و معمولاً منجر به به
كار بستن امتياز استانداردها در مورد مخزن مي شود. يكي از مهم ترين وظايف بازرساني كه درگير كار بازرسي مخزن هاي تحت فشار هستند اين است كه در مورد راه حل رفع ناسازگاري ها به توافق برسند. براي اين منظور روش هاي زيادي وجود دارد ولي بايد انتظار داشته باشيد كه فشار زيادي از سوي سازندگان بر شما وارد شود تا مجبور به پذيرش راه حل «مرور و بررسي و استناد به اقدامات گذشته» شويد. معمولاً اين راه تا حدودي با معيارهاي هدف سازگاري تناقض و برخورد دارد. به همين دليل كار بازرسي مخازن مي تواند زمينه مناسبي براي برخوردها و تصميم گيري هاي راهبردي و كاربردي باشد. هنگام بازرسي مخزن هاي تحت فشار بايد همچنين مراقب آثار و نتيجه ي هزينه ها هم باشيد. تلاش كنيد موارد مهم و اساسي راه حل توافق شده را در مورد رفع ناسازگاري هاي موجود در مخزن گام به گام به همراه سازنده دنبال كنيد تا جايي كه از ديد فني از اجراي كاري كه بايد انجام مي داديد احساس رضايت و اطمينان كنيد.
63
* پایه های مخزن.
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
اين روش كارسازترين ، مؤثرترين و باصرفه ترين راه انجام اين كار است. البته رويه هاي ديگري را نيز ، كه توجه كمتري به نكات و نظرات كارشناسان فني دارند ، مي توان پذيرفت ولي زمان و هزينه هاي ناشي از اين رويه ها نيز به همان نسبت افزايش مي يابد. پ پيش از اينكه تصميم قطعي خود را در مورد اقدام عملي بگيريد از خودتان بپرسيد كه آيا اين بازرسي كارساز و مؤثر
بوده است؟ با به خاطر سپردن اين اصول مي توانيم به دنبال يازده مورد ناسازگاري كه معمولاً در مخزن هاي تحت فشار ديده مي شوند بگرديم. در اينجا تلاش كرده ام اين موارد را به ترتيبي كه معمولاً بايد به دنبال آن ها بگرديد شرح دهم و از رايج ترين آن ها شروع خواهيم كرد:
کسری مدارک
اين مورد همواره رخ مي دهد. گاهي كسري مدارك ناشي از اجرا نكردن بعضي از مراحل برنامه هاي بازرسي و آزمون است و يا ممكن است نتيجه ارتباط ضعيف و نادرست با پيمانكاران فرعي در رده هاي پاييني زنجيره ي ساخت باشد. شما بايد خيلي سريع تصميم بگيريد كه آيا كسري اين مدارك خاص به راستي تناقضي با هدف سازگاري مخزن دارد يا خير؟ در بيش از 91 درصد از موارد احتمالاً چنين نخواهد بود و اقدامات و فعاليت ها به درستي انجام شده اند ولي اسناد ، مدارك و گزارش هاي مربوطه تهيه نشده است. در 11 درصد بقيه ي موارد كسري مدارك (معمولاً مربوط به آزمون هاي غيرمخرب) موجب خدشه دار شدن هدف سازگاري مخزن و بروز ابهام و ترديد در مورد سلامت و يكپارچگي جوشكاري ها مي شود. بهترين اقداماتي كه بايد دنبا لكرد
عبارتند از: ببينيد آيا هدف سازگاري مخزن در خطر است يا خير؟ با پرسش و تحقيق بررسي كنيد كه آيا مدرك و سندي كه نشان دهد همه ي اقدامات لازم و ضروري انجام گرفته وجود
دارد (به جاي اسناد و مدارك كسري). تلاش كنيد كه مسوله را خيلي سريع حل كنيد و در صورت نياز با پيمانكاران فرعي تماس بگيريد. گزارش ناسازگاري را تهيه كنيد و در آن به روشني مشخ كنيد كه چه مدركي كسر است. تصميم خود را در گزارش
بياوريد و بگوئيد كه آيا به باور شما كسري اين مدارك بر هدف سازگاري مخزن اثر دارد يا خير؟
گواهی ها و تأییدیه های قانونی ناقص
شرايط زيادي وجود دارند كه موجب نق گواهي ها و تأييديه هاي قانوني مي شوند. براي نمونه پرسش هاي بيش از اندازه براي ارزيابي طراحي ، كسري مدارك و يا مشاهدات صورت گرفته به هنگام عمليات ساخت همگي مي توانند دليلي براي ترديد و يا ابهام سازمان صادر كننده گواهي باشند. براي همه بازرسان ، به جز آنهايي كه نماينده نهادها و سازمان هاي صادركننده ي اين گواهي هاي قانوني هستند ، بهتر است كه اين موضوع را كاملاً مكتوب كنند. هدف گرفتن گواهي يا تأييديه كامل و بدون شرط مبني بر همخواني با استاندارد است ، پ مسووليت اين كار را بر عهده سازمان صادركننده گواهي و تأييديه هاي قانوني بگذاريد تا به روشني بيان كند كه چرا چنين كاري ممكن نيست. از آن ها دلايل روشن و دقيق بخواهيد و به اظهارات كلي و بيان شكايات و گله گذاري ها بسنده نكنيد. به دقت بررسي كنيد كه گواهي ها و تأييديه هايي كه پ از آن براي مخزن صادر شده است كامل
64
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
و بدون شرط و محدوديت باشد. اين گواهي ها بايد كاملاً با «فرمx» از 5500 BS يا فرم هاي مشابه در ASME همخواني داشته باشند. بايد ياد بگيريد كه مراقب گواهي هايي كه داراي عبارات و جملات مبهم و دوپهلو يا توضيحات اضافي هستند باشيد. اگر دچاره شك و ترديد شديدبا اين فرض به بررسي اين گواهي ها بپردازيد كه يك اشتباه فاحش و جدي رخ داده است و شما در شرايطي قرار گرفته ايد كه بايد ثابت كنيد به چه دليل اين گواهي را به عنوان دليلي براي همخواني كامل مخزن با استاندارد مربوطه
پذيرفته ايد. در آغاز اين فصل گفتيم كه در اسناد و مدارك قانوني ، استانداردها و دستورالعمل هاي مربوط به مخزن هاي تحت فشار به عنوان نمونه هاي قابل قبول تجربه هاي عملي شناخته مي شوند. يعني پذيرش گواهي هاي ناق و مشروط كار چندان مطمون و قابل قبولي نيست. در اين مورد هم بهترين راه اين است كه بي درنگ و پيش از اينكه پيشرفت كار سازنده كار را به جايي برساند كه چاره اي جز صدور تأييديه دائمي ناسازگاري مخزن با استاندارد باقي نماند ، راه حلي فني براي آن بيابيد. سازمان هاي صادركننده ي گواهي هاي قانوني كه مسووليت پذيرند معمولاً در چنين شرايطي گواهي هاي ناق و يا مشروط صادر نمي كنند.
ردیابی نواقص مواد
اين موضوع را با مسوله خواص نادرست مواد كه مسوله ديگر (و بسيار مهمتر) است اشتباه نكنيد. به مواردي كه مدارك و شواهد محكم و متقني در دست داريد كه نشان مي دهند هدف سازگاري مخزن خدشه دار شده است (كه در اين موارد مخزن بايد رد و از نو ساخته شود) مشكل رديابي ناق مواد معمولاً از جمله مواردي است كه با مرور و بررسي و استناد به اقدامات گذشته قابل حل است. در مورد اجزاي تحت فشار بدنه بهترين كار اين است كه درخواست كنيد نمونه مواد مورد استفاده و نمونه ورق هاي تهيه شده بار ديگر مورد آزمايش قرار گيرند. با اين كار مشكل اسناد و مدارك به يك فعاليت مهندسي تغيير شكل مي دهد. اين كار همچنين راه حل هدفمندتري است. زيرا اگر بخواهيد به دنبال گواهي مواد سراغ فروشنده هاي فرعي مواد برويد ، جداي از وقت و هزينه اي كه صرف مي كنيد ، نخواهيد توانست حلقه مفقود شده ي زنجيره ي رديابي مواد را با اطمينان كامل پيدا كنيد. نتايج تكرار آزمايش ها را بگيريد و به دقت در گزارشتان شرح دهيد كه چه كاري انجام شده است و به چه دليل. درباره اجزاي غير فشاري مانند پايه هاي مخزن و قابها مي توانيد با نرمش و گذشت بيشتري برخورد كنيد ، زيرا اين قطعات تاثير بسيار كمتري
بر هدف سازگاري مخزن دارند.
ابعاد نادرست
معمولاً در مورد مخزن هاي بزرگ ، ابعاد و اندازه هايي يافت مي شوند كه خارج از دامنه رواداشت مجاز مندرج در نقشه قرار دارند. مادامي كه اين انحراف ناشي از خميدگي و اعوجاج فاحش و جدي نباشد ، اثر اين انحراف معمولاً چندان مهم و جدي نخواهد بود. بهتر است كمي محتاط تر با قضيه برخورد كنيد-گزارش ناسازگاري در اين باره تنها هنگامي مورد توجه و قضاوت درست قرار مي گيرد كه ابعاد و اندازه مخزن به كلي نادرست باشد براي تكميل گزارش بايد ابعاد و اندازه هايي را كه خارج از دامنه رواداشت مجاز قرار دارند(باكروكي ) بويژه اندازه هاي مربوط به موقعيت نازل ها را مشخ كنيد. در نتيجه تمام نشانه هاي
لازم براي نصبشبكه لوله كشي در كارگاه نصب مشخ و ارائه مي شود.
65
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
ناهمترازي در دسته بندي متفاوتي نسبت به ديگر ابعاد مخزن تحت فشار قرار دارد. بيشترين اندازه مجاز ناهمترازي به دقت محاسبه مي شود تا ناپيوستگي و گسست در تنش (ناشي از پاسخ متفاوت بدنه و عدسي نسبت به فشار دروني) در يك دامنه مشخ و محدود حفظ شود. اگر اندازه ي ناهمترازي از اندازه ي مجاز تجاوز كند ، اين ناپيوستگي و گسست تنش به اندازه بسيار زيادي افزايش خواهد يافت. اگر با چنين موردي از ناهمترازي رو به رو شديد بايد گزارش ناسازگاري تهيه كنيد. اقدامات بسيار اندكي مي توان براي اصلاح اين شرايط و جلوگيري از بازسازي مخزن انجام داد. در چنين شرايطي به هيچ وجه پيشنهاد نمي شود كه از امتيازهاي انحصاري دستورالعمل ها و استانداردهاي مخازن پيروي كرد ، زيرا مخاطرات فني اين كار بسيار زياد
است.
آماده سازی نادرست درز جوش
اشكالات رايج و متداولي كه مي توانيد پيدا كنيد عبارتند از : زاويه نادرست لبه درز جوش. لبه هاي نامتقارن درز جوش ناشي از انحراف و خطا هنگام ماشينكاري و آماده سازي لبه ورق. فاصله نادرست ريشه جوش (پيش از خال جوش زدن).
اظهار نظر كلي در مورد چگونگي پذيرش خطاي ناشي از آماده سازي نادرست درز جوش بسيار دشوار است. طراحي چگونگي آماده سازي درز جوش بخشي از ويژگي هاي رويه ي جوشكاري (WPS) براي يك اتصال جوش ويژه است كه پ از آن با استناد به گزارش تأييد رويه جوشكاري (PQR) كه نتايج آزمايش هاي اجرا شده براي آن شرايط را نشان مي دهد ، مورد تأييد و پذيرش قرار مي گيرد. هر گاه حلقه ارتباطي ميان WPS و PQR در نتيجه آماده سازي نادرست درز جوش گسسته شود ، درست بدان معني است كه استحكام و يكپارچگي درز جوش خدشه دار شده است. به عنوان قاعده اي كلي بهترين راه اين است كه لبه هاي درز جوش بار ديگر به شكل درست ماشينكاري و آماده سازي شوند و در آرايش درست و مناسب تأييد شده قرار گيرند. اين كار هنگامي ممكن است كه لازم نباشد اندازه زيادي از لبه ورق برداشته شود ، چون در اين صورت تنظيم ساير اتصالات در
مخزن دستخوش تغيير خواهد شد. اگر امكان ماشينكاري دوباره نباشد بهتر است كه درخواست كنيد اين اتصال نادرست پ از تهيه نمونه ي آزمون مورد آزمون هاي مخرب و غير مخرب لازم قرار گيرد ( يعني تهيه PQR جديد)و سلامت آن بررسي شود. اين كار به ويژه براي جوشكاري نازل به بدنه مخزن اهميت بسيار زيادي دارد ، زيرا رفتار و ويژگي هاي استحكام اين گونه جوش ها در مقايسه با جوش هاي ساده لب به لب يك طرفه يا دو طرفه كمتر قابل پيش بيني است.
رویه های (WPS) نادرست جوشکاری با اين موضوع نيز مانند آماده سازي نادرست درز جوش برخورد كنيد ، ولي با اهميت و جديت بسيار بيشتر. نادرستي WPS معمولاً هنگامي كشف مي شود كه جوشكاري بر اساس آن انجام شده است، بنابراين در عمل هيچ امكاني براي اصلاح آن بدون پرهيز از بريدن مخزن و جوشكاري دوباره آن وجود ندارد. تنها راه ديگري كه وجود دارد تلاش براي بررسي و تأييد WPS اجرا
66
ناهمترازی اتصال عدسی به بدنه
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
شده است و همان گونه كه پيش تر گفته شد براي اين كار بايد اقدامات لازم براي تهيه PQR دنبال شود. مراقب باشيد براي اقدام به اين عمل زياد دستپاچه نشويد و پيش از هر چيز WPS نادرست را به دقت بررسي كنيد. اگر تغييرات اعمال شده شامل تغييرات عمده و اساسي در جوش ريشه (براي نمونه حذف جوش ارگون براي ريشه،در جايي كه پيش تر چنين مقرر شده باشد) و يا در مواد پركن (يا مصرفي) باشد، امكان ندارد كه تلاش براي تأييد WPS جديد به نتايج قابل قبول و رضايت بخش برسد و به احتمال زياد نتايج آزمون منفي خواهد بود. مخاطرات فني ناشي از اشتباه و انحراف در ساير عوامل جوشكاري كمتر از اين است. در
گزارش خود به روشني نشان دهيد كه پيش از تصميم گيري، به عوامل و متغيرهاي اساسي جوشكاري دقت كرده ايد.
خواص نادرست مواد
اين شرايط ب همواردي برميگردد كه بفهميد خواص و ويژگي هاي مواد تا اندازه اي خارج از دامنه ي مجاز مشخ شده در مشخصات فني قرار دارند، نه مواردي كه از مواد نادرست استفاده شده است. به طور كلي ويژگي ها و مشخصات مكانيكي مواد مخازن تحت فشار از اهميت بيشتري نسبت به خواص شيميايي آن ها برخوردارند، به اين دليل كه ويژگي هاي مكانيكي تابعي از آناليز شيميايي مواد هستند و در اثر عمليات حرارتي دستخوش تغيير مي شوند، در حالي كه آناليز شيميايي مواد معمولاً بدون تغيير باقي مي ماند. دو دسته اصلي ناسازگاري در ويژگي هاي مكانيكي مواد وجود دارد كه ممكن است با آن ها رو به رو شويد. ساده ترين حالت اين است كه خواص كششي خارج از دامنه رواداشت هاي مجاز قرار داشته باشد. در متداول ترين حالت استحكام حد تسليم بسيار پايين است. به كار بردن ضرايب اطمينان در طراحي مخزن هاي تحت فشار معمولاً به گونه اي است كه بروز اختلاف و انحراف هاي كوچك و ناچيز در استحكام كششي را جبران مي كند. همچنين اندازه خوردگي مجاز را نيز بايد در نظر گرفت، هر چند كه در بسياري از استاندارد هاي مخازن تحت فشار هنگام محاسبه تنش نبايد اندازه ي خوردگي مجاز را به ضخامت ماده اضافه كرد. اختلاف هاي ناچيز در خواص كششي ماده به تنهايي نبايد عاملي باشد كه مخزن را براي اهداف و شرايط خوانده شده نامناسب اعلام كنيد. گزارش ناسازگاري در گام نخست بايد نشان دهد كه محاسبات با استفاده از خواص كششي واقعي ماده دوباره بررسي شده است و نتايج بدست آمده از آن براي ضريب اطمينان با شرايط و الزامات استاندارد مورد
اشاره همخواني دارد. نتايج محاسبات را به دقت و همراه سازمان صادركننده ي گواهي مورد بررسي و ارزيابي قرار دهيد. اگر نتايج آزمون هاي ضربه يا سختي خارج از دامنه ي مجاز مشخصات فني باشد، اثرات آن بسيار مهم و جدي خواهد بود. مقادير كوچك ضربه و يا مقادير بزرگ سختي نشان دهنده افزايش تردي و شكنندگي ماده است. شكنندگي بر چگونگي رشد و انتشار ترك در ماده اثر مي گذارد و ساز و كار گسترش ترك از جمله مواردي است كه در عمل نقش بسيار مؤثري بر ساز و كار شكست و گسيختگي دارد. راهكار درست و مناسب مشخ كردن برنامه اي براي تكرار ازمون است، حتي در مواردي كه انحراف و اختلاف اندك و ناچيزي نسبت به دامنه مجاز مشخصات فني وجود دارد. به ياد داشته باشيد كه به دليل مشكلات ذاتي موجود براي دستيابي به نتايج تكرار پذير در آزمون ضربه، دست كم به سه نمونه نياز داريد. اگر نتايج تكرار آزمون بار ديگر تأييد كند كه خواص ضربه بسيار پايين است، هدف سازگاري مخزن بسيار جدي مورد ابهام و ترديد قرار خواهد گرفت. نمي توان به سادگي و روشني اثر استحكام ضعيف ضربه را نشان داد و هيچ كدام از استانداردهايد مخازن تحت فشار هم در اين زمينه دستورالعمل صريح و روشني ندارند. بنابراين براي طراحان مخزن كاري دشوار است كه چگونگي شرايط پذيرش و تأييد مخزن را
در مواردي كه خواص ضربه كاهش مي يابد به روشني مشخ و تعريف كنند.
67
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
شما مي توانيد پيشاپيش از هدر رفتن وقت و انرژي خود هنگام رو به رو شدن با چنين مواردي پرهيز كنيد. به باور من درست ترين و مناسب ترين تصميم رد كردن مخزني است كه مشخصات و ويژگي هاي ضربه مواد آن خارج از دامنه مجاز مشخصات فني قرار دارد. اگر بتوانيد دلايل و مدارك محكمي مبني بر افزايش شكنندگي ارائه كنيد، بدون ترديد پشتوانه فني محكم و قابل دفاعي براي تصميم خود خواهيد داشت. بعيد است كه سازمان هاي صادركننده گواهي هاي قانوني نيز چنين تصميمي را تأييد نكنند. پيشنهاد هايي را كه براي پايين آوردن دامنه كاري مخزن و استفاده از آن در فشارهاي پايين تر ارائه مي شود با دقت بسيار
بررسي كنيد. معمولاً در چنين مباحثي نكات فني بسيار ريز و ظريفي وجود دارد.
اجرا نکردن آزمون های غیر مخرب
اجرا نكردن آزمون هاي غير مخرب يكي از موارد كسري بسيار مهم است، ولي نه به اندازه اي كه مشكلات زيادي به بار آورد. راه حل اين است كه خيلي ساده دستور دهيد در شرايط موجود آزمون هاي غير مخرب روي مخزن اجرا شود. جستجوي ترك هاي سطحي با استفاده از آزمون رنگ نافذ يا ذرات مغناطيسي بسيار ساده و قابل اجراست و آزمون فراصوت مي تواند جايگزين پرتو نگاري شود و اين جايگزيني در بسياري از استانداردها نيز پذيرفته شده است. در گزارش ناسازگاري روشي را كه بايد استفاده شود و معيارهاي پذيرش را به دقت مشخ كنيد. دلايل معتبر و قابل استنادي وجود دارد كه نشان مي دهد مي توان آزمون فراصوت را روي مخزن ساخته شده انجام داد. تمام سطوح ناهموار و زبر را مي توان با سنگ زدن آماده كرد و افراد فني ماهر و باتجربه مي توانند به سادگي به مواضع حساس جوش هاي لب به لب و جوش نازل ها دسترسي پيدا كنند. بايد مطمون شويد كه تمام آزمون هاي غير مخرب خواسته شده درست اجرا شوند. نتايج آزمون هاي غير مخرب اسناد و مدارك مهمي هستند كه نشان مي دهند ارزيابي و بررسي سلامت و يكپارچگي اجزاي جوشي درست انجام شده است و مرور و بررسي اين نتايج يكي از
وظايف مهم و حساس بازرسي است. همواره به ياد داشته باشيد كه تصور اينكه اجراي آزمون فشار آب در فشاري بالاتر مي تواند جايگزيني براي آزمون هاي غير مخرب انجام نشده باشد، از اساس پنداري نادرست و بي ارزش است. اين نكته نيز ارزش تكرار دارد كه گرچه «بحث هاي سطحي» براي چنين پيشنهادي مي تواند قانع كننده به نظر بيايد، ولي مباني و زيربناي فني ضعيف و بي اساسي دارد. توجه داشته باشيد كه آزمون فشار آب براي مشخ كردن نشتي انجام مي شود و نمي تواند عيوبي را كه در بروز شكست نقش و اثر دارند آشكار و مشخ كند. اجراي آزمون هاي درست و مناسب غير مخرب براي نشان دادن سلامت و يكپارچگي مخزن و تحقيق هدف سازگاري آن لازم و ضروري است.
تعمیرات گزارش نشده
گهگاه هنگام بازرسي هاي چشمي مخزن ممكن است نشانه و شواهدي بيابيد كه نشان مي دهند تعميراتي بدون اينكه گزارش شوند روي مخزن انجام گرفته است. اين تعميرات بيشتر در مورد جوشكاري ها ديده مي شود تا روي «بدنه» قطعات و اجزايي مانند فلنج ها. تعمير پذيرفتني و مجاز است ولي بايد گزارش شود و همراه آن جزئيات رويه تعمير نيز ثبت شود. در چنين مواردي نخست تحقيق كنيد كه آيا گزارش تعمير و رويه اجراي آن واقعاً وجود ندارد و يا در دسترس نيست، زيرا ممكن است وجود داشته باشند ولي آن ها را در مجموعه اسناد نهايي مخزن قرار نداده باشند. اگر به اين نتيجه رسيديد كه واقعاً تعمير بدون گزارش انجام شده است آن گاه بايد ببينيد كه آيا موارد مشابه ديگري هم وجود دارد يا نه و سپ درستي و سلامت همه مواضع تعمير
68
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
شده را به دقت بررسي كنيد. اين كار را با اجراي آزمون هاي غير مخرب سطحي براي 111 درصد سطح مخزن آغاز كنيد و پ از آن با چند درصد آزمون هاي حجمي در مواضع حساس (نقاط برخورد درز جوش هاي لب به لب (T) و ... ) ادامه دهيد. دقت كنيد كه نوع و ميزان آزمون هاي غير مخرب كه فكر مي كنيد لازم است انجام شود، به روشني در گزارش ناسازگاري شرح داده
شود.
نشتی هنگام آزمون فشار آب
در صورت بروز هر نوع نشتي ا حتي از فلنج هاي مؤقت يا اتصال لوله ها ا حتماً گزارش ناسازگاري تهيه كنيد. نشتي از درز جوش ها معمولاً نشانه وجود ترك و يا حفره و تخلخل بيش از اندازه است. پرسشي كه بايد بپرسيد اين است كه : «چرا اين عيب در آزمون هاي غير مخرب شناسايي نشده است؟» و پاسخ آن را به دقت ارزيابي و بررسي كنيد. شما بايد تصميم بگيريد كه آيا به جز اين عيوبي كه موجب نشتي قابل مشاهده شده اند هيچ عيب پنهان و ناديده ي ديگري ، كه سلامت و يكپارچگي مخزن را به خطر اندازد، وجود دارد يا خير؟ محل حفره و تخلخل و ترك را مي توان گود و دوباره جوشكاري كرد. مطمون شويد كه روش تعمير به درستي انجام شود و مورد بررسي قرار گيرد. در برخي موارد براي از بين بردن تنش هاي ناشي از تعمير و جوشكاري دوباره لازم است كه تمام مخزن بار ديگر مورد عمليات حرارتي قرار گيرد. تمام اقدامات تعميري را در صورت نياز با رسم
كروكي به دقت گزارش كنيد.
69
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
71
شكل 15- مرجع كد موارد بازرسي قسمتهاي مختلف مخزن تحت فشار
جوشکاری و کنترل کیفیت در مخازن تحت فشار
1- Robert Chuse, Unfired Pressure Vessels,ASME Code Simplified.
مراجع
2- بهرام سرپوشاني، بازرسي تجهيزات مكانيكي 3- منوچهر تقوي، نكات كاربردي از استانداردهاي ASTM ،AWS ، API،ASME و IPS
4- ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Sec. VIII, Div. 1, Rules for Construction of Pressure Vessels. 4- كامران خداپرستي، جزوه آموزشي "دستورالعمل جوشكاري،گزارش تائيد آن و تائيد صلاحيت جوشكار"
6- J. Philip Ellenberger, Pressure Vessels.
7- شرح ساخت عدسی در مخازن و بازرسی ابعادی بر اساس كد 1 .ASME Sec. VIII Div،
.www.weldingcode.com
71
اشتراک در:
نظرات پیام (Atom)
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر