بازرسی چشمی جوشکاری(VT)
بازرسی چشمی(VT)
در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست ویا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود.اگر آزمون چشمیبطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد.
بعلاوه یافتن محلعیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک درشناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.
آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسیچشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاریدر ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق میافتد،میسر میشود.
کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجیه را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها باروشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد ازجوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.
1ـقبل از جوشکاری:
قبل از جوشکاری ،یک سریموارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:
1. مرور طراحیها و مشخصات Wps
2. چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR
3. بنانهادن نقاط تست
4. نصب نقشه ای برای ثبت نتایج
5. مرورمواد مورد استفاده
6. چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه
7. چک کردن فیتآپ و تراز بندی اتصالات جوش
8. چک کردن پیش گرمایی در صورتنیاز
اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،میتواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیارمهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعاترا می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنانهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجادکرد.
1ـ1نقاط نگهداری:
باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداریجایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفتهشود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت رادارد.
1-2روشهای جوشکاری:
مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصلکنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یانه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرورشود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوندو چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهایبحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه راثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاریشود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی موادمورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیازباشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفتهشود.
1-3موادپایه:
قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل ازفلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ایوجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیردارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبههایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.
1-4مونتاژ اتصالات:
برای یکجوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکلاتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان بهاندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخورداراست. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:
1. زاویة شیار (Groove angle)
2. دهانه ریشه (Root opening)
3. ترازبندیاتصال (Joint alignment)
4. پشت بند (Backing)
5. الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
6. تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
7. خالجوش ها (Tack welds)
8. پیش گرم کردن (Preheat)
هر کدام از اینفاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیتجوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردناتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل ازجوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته ایناشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسیکرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)،شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکافریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرحداده شود.
2حین جوشکاری.
در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز بهکنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل اینجنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از اینجنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:
(1) کیفیت پاسریشه جوش() weld root bead
(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرفدوم
(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی
(4) توالی پاسهایجوش
(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم
(6) تمیز نمودن بینپاسها
(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورودحرارت،سرعت.
هر کدام از این فاکتورها اگر نادیدهگرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را دربر داشته باشد.
پاس ریشه جوش.
شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هرجوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد…
در نتیجهبسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش میباشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانیدیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. اینمساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag) و دیگر بی نظمی ها توسط تراشهبرداری(chipping)،رویه برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding) میباشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل ازجوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی هااطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییردارد.
پیش گرمی و دماهای بین پاس.
پیش گرمی و دماهای بین پاس میتوانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلببعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدارگرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محلهر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage) سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته میشود تا مسائل کمتری بوجود آید.
آزمایش بین لایه ای .
برای ارزیابیکیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شودتا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسهابخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره درجوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاریاعمالی،آورده شده اند.
در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاریانجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شدهباشد.
بعد از جوشکاری.
بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمیدرست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح دادهشد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهدشد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایتبخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصیبعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:
(1) ظاهر جوش بوجود آمده
(2) اندازه جوش بوجود آمده
(3) طول جوش
(4) صحت ابعادی
(5) میزانتغییر شکل
(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
هدف اساسی از بازرسی جوشبوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراینآزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزانناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی هاممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.
ناپیوستگی ها .
بعضی ازانواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:
(1) تخلخل
(2) ذوب ناقص
(3) نفوذ ناقص در درز
(4) بریدگی(سوختگی) کناره جوش
(5) رویهم افتادگی
(6) ترکها
(7) ناخالصی هایسرباره
(8) گرده جوش اضافی(بیش از حد(
در حالی که ملزومات کدامکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترکو ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود. برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یاسیکلی (Cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونهشرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجامداد.
وجود سوختگی کناره (Undercut)،رویهم افتادگی(Overlap) و کنتور نامناسبسبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از اینتغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاریاوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوشباشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی هایدرشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفیداشته باشد.
برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترلکند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح میباشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برایتعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.
در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن استنیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.
عملیات حرارتی بعد ازجوشکاری.
به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوشدر روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دماییبین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجودآمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را بهاستثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیاتتنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تامحدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثرفولادهای کربنی گرما داده می شود.
بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعتبرای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجهسانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارتبر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینانحاصل نماید.
آزمایش ابعاد پایانی.
اندازه گیری دیگری که کیفیت یکقطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.
حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواندابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن استبرای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.
