مهندسي جوش

یکشنبه ۱۸ دی ،۱۳٩٠

منابع تغذیه جوشکاری اینورتری

این مقاله قبلا در ماهنامه ستصا شماره 61، آبان 1390 به چاپ رسیده و توسط مولف برای درج در این سایت ارسال شده است.

منابع تغذیه جوشکاری اینورتری

Inverter-Based Welding Power Sources

امیر ادریسی ـ کارشناس مهندسی متالورژی و جوش ـ شرکت صنایع جوش و برش کارا

عصر کنونی با تغییرات شگرفی به سرعت در حال حرکت است و در گذر این تغییرات هر روز شاهد رشد و شکوفایی در زمینه‌های علمی و دانش بشری هستیم و تکنولوژی‌های جدیدی در عرصه‌های تخصصی و صنعتی انسان را روز به روز به‌سوی توسعه و تعالی سوق می‌دهد.

این پیشرفت‌ها و تغییرات در صنایع مختلفی جلوه‌گر می‌شود که موضوع مورد بحث ما در اینجا در زمینه صنعت جوشکاری است و آن تکنولوژی پیشرفته اینورتر است.

یکی از مسایل اصلی که در عصر تکنولوژی نمود چشمگیری پیدا کرده، مسئله انرژی و چگونگی مصرف آن است. در کشور ما در راستای هدفمندسازی یارانه‌ها و اصلاح الگوی مصرف و با مطرح شدن موضوعاتی نظیر مدیریت و کنترل مصرف انرژی و همچنین افزایش رقابت و کاهش هزینه‌های تولید این موضوع از اهمیت‌ خاصی برخوردار گردیده و از این نظر سیستم‌های اینورتری اعتبار ویژه‌ای پیدا کرده است.

منابع قدرت جوشکاری از ژنراتورها تا رکتیفایرها هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند که با این وجود همچنان استفاده زیادی در صنعت جوشکاری دارند اما اینک تکنولوژی جدیدی به نام اینورتر عصر جدیدی در منابع انرژی جوشکاری پدید آورده است.

مدتی است که این تکنولوژی نوظهور در کشورهای صنعتی جای خود را باز کرده است و در کشور ما نیز تولید و استفاده از دستگاه‌های اینورتر جوشکاری اخیراً رواج بسیاری یافته است که تولیدکنندگان داخلی توانایی خود را در این زمینه به اثبات رسانده‌اند و به دلیل مزایای فراوان این تکنولوژی می‌توان امیدوار بود که در آینده‌ای نزدیک در بازار رقابتی با سایر تجهیزات متناسب جوشکاری عرصه را به خود اختصاص خواهد داد و توسعه آن به مراتب بهتر از گذشته خواهد بود.

در این منابع تغذیه، برق ورودی AC با فرکانس Hz 60 – 50 ( برق شهر ) که می‌تواند به‌صورت 3 یا تک فاز باشد ابتدا توسط یکسوکننده به جریان DC تبدیل و سپس به واحد اینورتری دستگاه وارد می‌گردد و به جریان متناوب موج مربعی با فرکانس بالا ( KHz 10 - 1 ) تغییر می‌یابد و پس از عبور از مبدل‌های هسته فریتی جریانی تولید می‌گردد که پس از یکسوسازی و عملیات فیلترینگ و تبدیل آن به جریان مستقیم، برای جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با توجه به وجود تکنولوژی"IGBT "insulated gate bipolar transistor ، افزایش فرکانس تا 10 کیلو هرتز و بالاتر حجم ترانسفورماتورها به‌طور چشمگیری کاهش یافته و باعث کاهش قابل ملاحظه در سایز و وزن دستگاه و در نتیجه آن کاهش میزان اتلاف و مصرف برق در حدود 20 الی 30 درصد خواهد شد.

ظهور نیمه هادی‌های با قدرت بالا مانند اینورترهای حالت جامد ( IGBT ) دستگاه را قادر به مواجهه با بارهای بالای اضافی می‌سازد. این مدارها همچنین می‌توانند ویژگی‌هایی مانند کنترل قدرت و حفاظت بار را نیز فراهم سازند. این سیستم سوییچینگ در دستگاه‌های اینورتری مبتنی بر میکروکنترلر تنظیم می‌شوند که کنترل بهتر پالس‌ها را امکان‌پذیر می‌کنند.

در مجموع این دستگاه‌ها کارآمدتر از سایر منابع تغذیه جوشکاری بوده و کنترل دقیق‌تری از پارامترهای جوش را می‌توان گرفت که در نهایت قوسی پایدار و آرام خواهیم داشت و به بهترین کیفیت سطح و ویژگی‌های عالی جوش می‌توان رسید.

به طور کلی مزایای اینورترهای جوشکاری را می‌توان به شرح ذیل نام برد:

1. قابلیت حمل و نقل و انبارداری ساده و آسان

2. سبک، کم حجم و قدرتمند

3. توانایی دستیابی به بالاترین سطح کیفیت جوش

4. امکان جوشکاری با انواع الکترودهای سلولزی، رتیلی و قلیایی

5. کاهش تأثیرات منفی نوسانات ولتاژهای ورودی و حفاظت در برابر جریان اضافی

6. امکان کنترل سریع مشخصات دینامیکی در شرایط مختلف و پایداری پارامترهای جوشکاری

7. دارا بودن قوسی پایدار، آرام و یکنواخت در جوشکاری

8. راندمان و ضریب قدرت بسیار بالا

9. مصرف انرژی بسیار پایین و صرفه‌جویی محسوس در مصرف برق

در آخر انتخاب صحیح دستگاه جوشکاری اینورتری مناسب و با کیفیت بالا موضوع اصلی است که باید کاربران و خریداران آن توجه بی‌شماری به این نکته داشته باشند و آنچه که این مسئله را برای آنان دشوار می‌سازد تنوع بسیار زیاد این محصولات در بازارهای داخلی می‌باشد که تولید و ورود برخی دستگاه‌های بی‌کیفیت به بازارهای رقابتی چالش بزرگی را ایجاد کرده که استفاده کنندگان از این محصولات را جهت انتخاب مناسب دچار سرگردانی کرده است. جلوگیری از واردات محصولات بی‌کیفیت و نامرغوب خارجی، ایجاد فرهنگ استفاده از کالاهای داخلی، شناخت برند‌ها و شرکت‌های معتبر داخلی و توجه به پارامترهای اساسی منابع تغذیه، این مشکلات و سردرگمی‌ها را نیز حل خواهد کرد و پیدا کردن مسیر صحیح و دشوار انتخاب را میسر می‌سازد.

آنچه مهم است نگاه صحیح به فرهنگ استفاده از انرژی و توجه به کاهش مصرف است و امیدواریم این مسئله به فرهنگ بزرگ عمومی در جامعه ما تبدیل گردد.

برای دریافت متن مقاله با فرمت pdf روی شکل زیر کلیک نمایید.

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ٩:۱۸ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

یکشنبه ٢٧ شهریور ،۱۳٩٠

جوشکاری؛ چکیده ای از تمام متالورژی

این مطلب قبلا در نشریه صنعت جوش، شماره 34 مرداد 1390 به چاپ رسیده است.

« جوشکاری؛ چکیده ای از تمام متالورژی »

گفتگو با دکتر مهران مالکیان ، استاد دانشگاه UBC کانادا و متخصص جوشکاری

گفتگو: امیر حسینی کلورزی

پیاده سازی و تنظیم: کامران خداپرستی

دکتر مالکیان مدرک کارشناسی خود را در رشته مهندسی مواد با گرایش شکل دادن فلزات از دانشگاه شیراز دریافت نمود و سپس با احراز رتبه اول آزمون کارشناسی ارشد مواد وارد دانشگاه صنعتی شریف گردید. ایشان پس از پایان مقطع کارشناسی ارشد ، خدمت سربازی را در یکی از مراکز آموزشی پژوهشی گذراند. پس از آن ضمن همکاری با شرکت قالب های صنعتی ایران خودرو و مرکز شیمی و مواد پژوهشگاه نیرو، در دانشگاه آزاد اسلامی کرج نیز تدریس نمود. در سال 1384 برای آغاز دوره دکتری عازم دانشگاه صنعتی گراتز اتریش شد و پس از 4 سال از تز دکتری خود با عنوان Orbital Friction Welding دفاع کرد. پس از آن دوره فوق دکتری را در همان دانشگاه آغاز کرد و حدود 5/1 سال نیز در دانشگاه صنعتی وین روی مدلسازی رسوب گذاری پژوهش نمود. ایشان از سال 2009 میلادی فوق دکتری دوم خود را در بخش مهندسی مواد دانشگاه بریتیش کلمبیا کانادا (UBC) آغاز کرده اند که زمینه آن در مورد مدلسازی جوش و بررسی خواص آن در یکی از پروژه های خطوط انتقال نفت و گاز است. دکتر مالکیان در دانشگاه UBC دروس مرتبط با جوشکاری و خواص مکانیکی را تدریس نموده اند و این فعالیت تا کنون ادامه دارد. ایشان تا کنون چند جایزه معتبر بین المللی دریافت کرده اند، از جمله جایزه انستیتو بین المللی جوش (IIW) و جایزه انجمن تحقیقات علوم تجربی و مهندسی کانادا (NSERC).

* آقای دکتر به عنوان نخستین پرسش بفرمائید آموزش مهندسی جوش در دانشگاه های خارج از چه جایگاهی برخوردار است ؟

# در اتریش رشته جوشکاری به طور مستقل در دانشگاه ها وجود ندارد بلکه جوش گرایشی از مهندسی مواد است. اصولاً در دنیا رشته جوشکاری به صورت مستقل به ندرت وجود دارد و معمولاً جوشکاری به عنوان بخشی از مهندسی و علم مواد دیده می شود. البته استثنائاتی هم وجود دارد ، مثلاً یکی از دانشگاه های آمریکا ، رشته جوشکاری را بصورت مستقل تعریف کرده است. در کانادا دانشگاه های مختلف وضعیت های متفاوتی دارند. برخلاف اتریش که جوشکاری یکی از بخش های اصلی دپارتمان بود، در اینجا ( دانشگاهUBC ) بخش مواد در زمینه جوشکاری سابقه چندانی ندارد و پروژه ای که من در آن هستم اولین پروژه در این مورد است. دانشگاه آلبرتا کانادا یک مرکز تحقیقاتی در مورد جوشکاری دارد. نکته جالب این که بهلر که نامی آشنا در زمینه الکترود و محصولات فولادی است و با وجود اینکه اکثراً فکر می کنند آلمانی است اما یک شرکت اتریشی است در اتریش با دانشگاه، پروژه های مختلفی داشت اما در کانادا ( دانشگاهUBC ) این نخستین پروژه ای است که به طور مشترک در زمینه جوشکاری بین دانشگاه و صنعت تعریف شده است.

زمانی که من در ایران تحصیل می کردم ، رشته جوشکاری وجود نداشت اما اکنون فوق لیسانس و دکتری آن وجود دارد که نشان دهنده توجه مسئولین به اهمیت این رشته است. البته جای کار زیادی وجود دارد. متاسفانه در حال حاضر در کنفرانس های بین المللی جوش چیز زیادی از ایران نمی شنویم و امیدوارم دانشگاه ها بتوانند بیش از گذشته در مجامع بین المللی جوش حضور داشته باشند.

* تکنولوژی جوشکاری در بین سایر فن آوری ها در صنایع مختلفاز چه جایگاهی برخوردار است ؟ یک متخصص جوش ( اعم از جوشکار، بازرس یا مهندس جوش ) چه نقشی ایفا می کند ؟

# جوشکاری را نمی توان از متالورژی جدا کرد و باید به یاد داشته باشیم که جوشکاری ، همه علوم متالورژی را در خودش دارد مانند گرمایش ، سرمایش ، ذوب ، انجماد ، تشکیل فازها ، رشد دانه و ... . در جوشکاری ما با سه حالت ماده ، یعنی جامد ، مایع ، گاز ( بخارات جوشکاری ) مواجه هستیم. از سوی دیگر تنش های پس ماند را داریم ، و در دیگر سو با ارتباط جوشکاری و خواص مکانیکی روبرو می شویم . در مجموع به نظر من جوشکاری یکی از گرایش هایی است که همه بخش های متالورژی را پوشش می دهد. به باور من یک متخصص جوش مانند الماس درخشانی است که همه به دنبالش هستند. در واقع متخصص جوش خوب کمیاب است. چرایی آن هم به موضوع قبل برمی گردد. یعنی این که در جوش همه چیز وجود دارد. و از آن طرف حرفه ای دشوار ( از لحاظ فیزیکی ) محسوب می شود. بنابراین حتی جوشکار ماهر هم همیشه خواهان دارد.

* آقای دکتر در ایران مشکل جوشکاری در صنعت ساختمان به دلیل فقر شدید دانش فنی و حرفه ای پرسنل همچنان پابرجاست و با وجود اقدامات انجام شده هنوز در وضعیت مناسبی قرار ندارد. وضعیت در آنجا چگونه است ؟

# اینجا اصلاً حرف جوشکار تجربی را نزنید چون خنده دار است. جوشکاری که تأیید صلاحیت نشده باشد و گواهینامه معتبر نداشته باشد ، حق جوشکاری ندارد. همانگونه که می دانید جزئیات آزمون جوشکار و دامنه مجاز فعالیت های او باید در گواهینامه قید شده باشد. مثلاً جوشکار ورق (Plate) نمی تواند خط لوله جوش بدهد.

* این نظارت چگونه انجام می شود ؟ آیا الزام قانونی است یا خود پیمانکار مراعات می کند؟

# دوطرفه است. در اینجا نقش دولت در خیلی از امور بسیار کم است. شرکتی که پروژه ای را می گیرد باید تأیید صلاحیت شده باشد و در قبال کارهایش مسئول است. این نکته را هم به یاد داشته باشیم که هر شرکتی نمی تواند پروژه را برنده شود و باید حداقل الزامات را دارا باشد.

* در ایران مراکز و انجمن های صنفی و علمی مختلفی در زمینه جوش فعالیت می کنند. مشکلی که وجود دارد این است که در برخی موارد جایگاه قانونی آن ها و نقششان در فرآیند قانون گذاری کاملا مشخص نیست. البته ستاد ساماندهی صنعت جوش کشور در سازمان استاندارد اقداماتی را در این زمینه انجام داده است. در خارج از کشور اوضاع چگونه است؟

# متأسفانه موازی کاری در ایران زیاد است. هر کشور یک مرجع جوش دارد و من جای دیگری را به عنوان متولی نمی شناسم. مثلاً در اتریش مرکز جوش وین که با ایران هم همکاری دارد، به عنوان قطب عمل می کند. به این ترتیب دانشگاه گراتز که دوره مهندسی بین المللی جوش (IWE) برگزار می کند باید تحت نظر مرکز جوش وین فعالیت کرده و امتحاناتش را برگزار کند.

* این نهادها آیا قدرت قانونگذاری دارند؟ آیا باید هر مصوبه و استانداردی در مورد صنعت جوش از کانال آن ها بگذرد؟

# بلی. اگر فردی پیشنهادی دارد ، آن را به انجمن جوش ارائه می دهد و آنها آن را به IIW (انستیتو بین المللی جوش)انتقال می دهند و سپس در کنفرانس سالانه ای که کارگروه های متفاوتی دارد ، نمایندگان کشورهای مختلف پیشنهاد را بررسی کرده و در آنجا تصویب و یا رد می شود.

* با توجه به وضع موجود صنعت جوشکاری کشورمان ، شما چه فرصت ها یا نکات ویژه ای را برای بهبود این رشته صنعتی می بینید؟

# از دانشگاه های ایران خبرهای خوبی می شنویم که نشانگر تمرکز بر رشته جوشکاری است و نوید این را می دهد که دانش آموختگان آینده ، حداقل علم جوشکاری را به خوبی می دانند و به صنعت کمک خواهند کرد ، البته نباید از دو بحث امکانات آزمایشگاهی و استادان مجرب به عنوان پیش نیازها غفلت کرد. با وجود این پیش فرض ها چشم انداز روشنی وجود دارد زیرا این دانش آموختگان تفکر سنتی ندارند و با روش های علمی ، صنعت جوشکاری را متحول خواهند کرد. نکته دیگری که به نظرم می رسد این است که صنعت ما به طور کامل باید براساس استاندارد پیش برود تا جوش قابل اطمینان باشد. در واقع حساب دو دوتا چهارتاست و باید الزام ها وجود داشته باشد تا یک دستورالعمل استاندارد تهیه شده و اجرا گردد. طرز فکر و نگاه ما نیز باید عوض شود. باید از حالت سنتی و کدخدا منشی به سمت روش های سیستماتیک و سازمان یافته برویم. به نظرم شروعی که در دانشگاه ها دیده می شود دلگرم کننده است چون همانطور که اشاره شد دانش آموختگان تحول ایجاد می کنند و دیدگاه ها را تغییر می دهند. در اینجا مهندس سوگند می خورد و همانند پزشک است ، چون نسبت به جان آدمها مستقیماً یا غیرمستقیم مسئول است.

* آقای دکتر ، چشم انداز آینده جوش ( هم علمی و هم صنعتی ) را چگونه می بینید؟

# اینجا در آمریکا و کانادا ، متالورژی (بخش فلزی مهندسی و علم مواد) کمتر مورد توجه است و بیشترین کار و پژوهش روی مواد روز که مورد نیاز صنایع نظامی است متمرکز شده است. این مواد فولادی نیستند بلکه مواد پیشرفته ، مواد زیستی، مواد نانو و ... را شامل می شوند. بنابراین به متالورژی کمتر پرداخته می شود. با این حال ما نمی توانیم از جوشکاری روی مواد فولادی و ... غافل شویم. وجود دپارتمان جوش در دانشگاه اُهایو نشان می دهد که همه مشکلات حل نشده است و این به ما می گوید که نمی توان هیچ زمانی جوش را به حاشیه برد. از سوی دیگر تکنولوژی های نو ( نانو ، بیوتکنولوژی و ... ) به فرآیند اتصال( Joining ) نیاز خواهند داشت که جوشکاری یکی از مهم ترین روش های اتصال است. به این دلایل ، من چشم انداز جوش را خیلی روشن می بینم و به نظرم علم و فن جوشکاری همیشه حرفی برای گفتن خواهد داشت. از یک زاویه دیگر می توان گفت مهم این نیست که ما متریال جدید تولید کنیم بلکه باید بتوانیم از آن استفاده نماییم. فرض کنید یک فولاد جدید با تنش تسلیم2 GPa تولید شده است. بسیار عالیست ، می توان آن را در خودرو استفاده کرد تا از وزنش کاسته شود. حال این پرسش پیش می آید : چگونه آن را جوشکاری کنیم ؟ بنابراین جوشکاری پاشنه آشیل کل علوم مهندسی باقی خواهد ماند.

* آقای دکتر مالکیان ، با توجه به تجارب و تخصصتان آیا مایل به همکاری با صنایع و دانشگاه های داخل هستید ؟ اگر چنین است ، چه زمینه هایی را دوست دارید ؟

# بلی ، چرا که نه ، ما متعلق به آن کشوریم. بسیار علاقه مندم اگر بتوانم برای پیشرفت کشورم کاری بکنم و دانشم بازده داشته باشد. زمینه های کاری من مدل سازی جوش ذوبی و حالت جامد، جوشکاری اصطکاکی و متالورژی جوشکاری است. حتی در زمینه هایی که تجربه نداشته باشم می توانم یک پل درست کنم. من همیشه دنبال فرصتی بوده ام که بتوانیم روی پروژه های مشترک، همکاری در زمینه های موجود ، انتقال تجربه و مواردی که اینجا به آن ها دسترسی وجود دارد اما در کشورمان این دسترسی محدودتر است، کار کنیم.

*چه توصیه ای به علاقه مندان جوشکاری ، چه جوشکار و چه بازرس و چه مهندس جوش دارید ؟

# علم و فن جوشکاری همیشه زنده است و همواره مورد نیاز خواهد بود ، پس نگران بازار کار آینده نباشند چون آینده شان تضمین است. اگر فردی می خواهد جوشکار شود باید به سمت دریافت گواهی ( Certificate ) برود و توصیه من این است که در دوره های خوب آموزشی شرکت کند. در کانادا جوشکار خوب کم است و جوشکارها دستمزدهای بالا دریافت می کنند. در مورد دانشگاه که به نظرم ایزوله کار می کند ، باید تلاش شود تا ارتباط دانشگاه و صنعت و دانشگاه های داخل با دانشگاه های خارج تقویت شود. دانشگاه باید سعی کند مشکلات صنعت را آنالیز کند و در مورد آن مشکل پروژه بدهند نه این که خودش یک مسئله یا مشکل را مطرح کند و بعد حل کند. مثالش پایان نامه کارشناسی ارشد خودم است که چون مخاطب صنعتی نداشت الآن در کتابخانه دانشگاه خاک می خورد. بهتر است دانشگاه های ما بتوانند صنعت را متقاعد کنند که می توانند گره ای از مشکلاتش باز کنند. بدین ترتیب هم دانشگاه پویا می شود و هم صنعت. در این مورد باز از خودم مثال می زنم. در پایان نامه دکتری من چون ارتباط تنگاتنگ بین دانشگاه و صنعت وجود داشت ، گام به گام پیش رفتیم و در نهایت کاری انجام شد که به قول رئیس دپارتمان ، یکی از بهترین پایان نامه هایی بود که در عمر علمی اش انجام شده بود.

* ما قصد داریم شرایطی فراهم شود تا شما برای یکی از کنفرانس های آینده به عنوان سخنران مهمان دعوت شوید. پیش بردن کار در صنعت جوش ما خیلی دشوار است ولی امیدواریم در یکی از کنفرانس های امسال یا سال آینده تشریف بیاورید.

# خوشحال می شوم و استقبال می کنم. البته مشکلات طبیعی است چون وقتی چند سازمان به طور موازی کار می کنند همیشه درگیری به وجود می آید اما امیدوارانه نگاه کنید. با رشد فرهنگ تعامل و همکاری ما ایرانی ها ، این مشکلات کمتر می شود. این که باید جنگید و کار را پیش برد شاید همه جا باشد، همیشه این چالش ها وجود دارد.

* از این که وقتتان را در اختیار ما گذاشتید ، سپاسگزاریم.

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۱:٤٠ ‎ب.ظ توسط امير حسيني كلورزي

سه‌شنبه ۱٦ فروردین ،۱۳٩٠

چگونه از "کلید فولاد" استفاده کنیم؟

کامران خداپرستی

نویسنده: آقای مهندس کامران خداپرستی

کارشناس ارشد مهندسی مواد با گرایش شناسایی و انتخاب مواد

گروه مکانیک و فرآیند مشانیر

آقای کامران خداپرستی دارای درجه کارشناسی ارشد مهندسی مواد با گرایش شناسایی و انتخاب مواد از دانشگاه شیراز می باشند. ایشان پس از 2 سال تدریس در گروه مواد دانشکده فنی دانشگاه سیستان و بلوچستان، به مدت 4 سال مدیریت آزمایشگاه متالورژی و مواد پژوهشگاه نیرو را عهده دار بوده اند و از سال 1384 تا کنون با شرکت مهندسین مشاور ُمشانیر همکاری دارند. از سوابق آموزشی ایشان می توان به برگزاری دوره های آموزشی و سمینار ها و کارگاه های تخصصی در مراکزی نظیر انجمن مهندسان مکانیک ایران، مرکز پژوهش و مهندسی جوش ایران، مرکز آموزشهای مهندسی ایران، آکادمی توف-طوبی تاک، شرکت خطوط لوله و مخابرات نفت ایران، گروه آموزش پژوهشگاه نیرو، سازمان نظام مهندسی استان تهران، شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا (توگا)، مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران و نیز دانشگاه ها و مراکز آموزش عالی اشاره کرد.انتشار و ارائه چندین مقاله در نشریات و سمینارهای علمی، عضویت در کمیته های تدوین استاندارد های ملی موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، عضویت در کمیته ملی استاندارد ایزو در کارگروه تخصصی انتخاب مواد و عضویت در بخش بین الملل انجمن آزمونهای غیرمخرب آمریکا (ASNT) از جمله دیگر فعالیتهای ایشان است.

این مقاله قبلا در نشریه مشانیر، شماره 53، آذر و دی 1389 به چاپ رسیده و با اجازه شخص نویسندهدر این سایت منتشر شده است.

مقدمه

فولاد طلایه دار تحولات قرن بیستم بوده است اما، نباید چنین پنداشت که عصر فولاد به پایان رسیده است. نود درصد تولید جهانی فلزات به فولاد اختصاص دارد و ویژگی منحصر به فردش درترکیب مشخصاتی مانند استحکام، چکش خواری، چقرمگی و قیمت ارزان، آن را بی جایگزین ساخته است. تولید جهانی 1344 میلیون تن (در سال 2007) دلیلی است بر این مدعا. با توجه به رو به رشد بودن صنایع کشور و افزایش ساخت و سازها در صنایع مختلف، امروزه شناخت و استفاده صحیح از استانداردهای مختلف فولادها به یک نیاز عمومی تبدیل شده است. ناگفته پیداست که تقریبا تمامی فعالان حوزه صنعت، گاهی نیاز دارند تا درباره نحوه مقایسه فولادها در استانداردهای مختلف، کاربردهای انواع مختلف آن و خواص شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی فولادها اطلاعاتی داشته باشند. برای پاسخگویی به این نیازها از دیرباز کتاب "کلید فولاد" در صنعت ما جایگاه ویژه ای داشته است و از این روی به مرجعی پر کاربرد برای صنعتگران و مهندسان تبدیل شده است. در این نوشتار با فراهم نمودن اطلاعات پایه سعی گردیده است تا شناخت و استفاده بهتر از قواعد و چارچوبهای تعیین شده کتاب "کلید فولاد"، امکان پذیر گردد. مخاطبین این نوشتار دانشجویان، مهندسان، کارشناسان و تمامی افرادی هستند که به نحوی با محصولات مختلف فولادی سر و کار دارند و نیاز دارند تا درباره "کلید فولاد" اطلاعاتی داشته باشند.

آشنایی با فصل های "کلید فولاد"

یک روش برای کسب اطلاعات جامع در رابطه با فولادها استفاده از نرم افزار و یا کتاب "کلید فولاد" می باشد .کتاب "کلید فولاد"مشتمل بر 19 فصل است که عبارتند از:

فصل 1- فولادهای سازه ای، فولادهای سخت شونده سطحی(کربوره-سمانته)، فولادهای نیتروره و فولادهای خوش تراش(اتومات).

فصل 2- فولادهای عملیات حرارتی پذیر (بهسازی)، فولادهای یاتاقان های چرخشی و غلتشی(بلبرینگ).

فصل 3- فولادهای فنر، فولادهای سخت گردانی سطحی و فولادهای اکستروژن سرد.

فصل 4- فولادهای چقرمه سرد (مقاوم در دمای زیر صفر)، فولادهای مخازن هیدروژناسیون تحت فشار و فولادهای سازه ای نسوز.

فصل 5- فولادهای دانه ریز، فولادهای سازه ای دانه ریز مقاوم در هوا، فولادهای دانه ریز برای پرسکاری سرد.

فصل 6- فولادهای سازه ای و ساختمانی (کشورهای غیرآلمانی)، مقایسه استانداردها.

فصل 7- فولادهای ابزار کربنی (غیرآلیاژی)، فولادهای تندبر.

فصل 8- فولادهای ابزاری سرد کار.

فصل 9- فولادهای ابزاری گرم کار.

فصل 10- فولادهای ابزار (کشورهای غیرآلمانی)، مقایسه استانداردها.

فصل 11- فولادهای شیرآلات (سوپاپ)، آلیاژها و فولادهای مقاوم به دمای بالا.

فصل 12- فولاد های نگیر (غیر مغناطیسی)، فولاد نسوز، آلیاژهای المنتهای برقی.

فصل 13- فولاد های زنگ نزن.

فصل 14- فولاد های ریختگی زنگ نزن، فولاد های ریختگی نسوز.

فصل 15- مواد پر کننده (مصرفی) جوشکاری.

فصل 16- فولادهای زنگ نزن و نسوز (کشورهای غیرآلمانی)، مقایسه استانداردها.

فصل 17- لیست شماره مواد وتامین کنندگان آلمانی.

فصل 18- تامین کنندگان آلمانی،کدها و نشانی ها.

فصل 19- تامین کنندگان غیرآلمانی، کدها ونشانی ها.

همانطور که ملاحظه می شود 16 فصل کتاب "کلید فولاد" بر اساس کاربرد فولادها تقسیم بندی شده است. در این میان، فصلهای 6 و 10و 16 دربرگیرنده اطلاعات فولادهای غیرآلمانی و سایر فصول دربرگیرنده اطلاعات فولادهای آلمانی هستند. گروه بندی فولادهای غیرآلمانی در فصول 6 و10و16 به ترتیب شبیه به گروه بندی فولادهای آلمانی در فصول 1 تا 5، 7 تا 9، و 11 تا 15 می باشد. داده های فولادهای آلمانی ارائه شده در این فصول شامل شماره مواد، نام فولاد بر اساس استاندارد DIN یا EN، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی-حرارتی-فیزیکی و کاربردهای فولاد می باشد. با توجه به اهمیت شماره مواد لازم است اندکی در مورد آن بدانیم. این شماره همانند شماره/کد ملی برای افراد است یعنی با دانستن آن سایر اطلاعات قابل بازیابی است. می توان روش انتخاب شماره مواد را برای فولادها در استاندارد EN 10027-2 پیدا کرد که خلاصه ای از آن در صفحات 6 و 7 کتاب کلید فولاد نیز آمده است. با این روش هر فولاد با عدد 1 آغاز شده که پس از آن یک ممیز و بدنبال آن 4 عدد دیگر می آید مثلا فولاد زنگ نزن 316 با این سیستم با شماره مواد 1.4401 معرفی می شود. برای آسانتر شدن یادگیری چند مورد زیر که به تجربه بدست آمده است بیان می گردد:

اگر عدد اول پس از ممیز صفر باشد، فولاد از نوع سازه ای است مثلا 1.0570 و 1.0038 که به ترتیب معرف St 52-3N و RSt 37-2 هستند و 1.0473 که شماره مواد برای ASTM A 516 Gr.70 است.

اگر عدد اول پس از ممیز یک باشد، فولاد از نوع ساده کربنی است مانند 1.1191 برای Ck 45

اگر عدد اول پس از ممیز دو باشد، فولاد ابزار است مانند 1.2080 برای SPK

اگر عدد اول پس از ممیز سه باشد، فولاد بلبرینگ و تندبر است مانند 1.3505

اگر عدد اول پس از ممیز چهار باشد، فولاد زنگ نزن است مانند 1.4841 برای معرفی فولاد زنگ نزن 310

اگر عدد اول پس از ممیز چهار تا هشت باشد، فولاد کم آلیاژ است مانند 1.7225 برای Mo40 یا 1.6582 برای 4340

گفتنی است که شماره مواد مختص فولادها نیست بلکه برای تمام فلزات است مثلا آلومینیوم و آلیاژهای آن با عدد 3 آغاز می شوند بطوری که سیستم آمریکایی نامگذاری آلومینیوم 3003 با شماره مواد 3.0517 نشان داده می شود. ( برای کسب اطلاعات بیشتر به استاندارد DIN 17007-4 مراجعه کنید)

فصل 17 به دو بخش a و b تقسیم می شود. بخش a17 دربرگیرنده اطلاعات فولادهای آلمانی است و بر اساس شماره مواد مرتب شده است. داده های فولاد های این بخش شامل شماره مواد، نام فولاد بر اساس استاندارد DIN یا EN، ترکیب شیمیایی، استاندارد DIN یا EN مربوطه و شماره گروهی(فصلی) که سایر اطلاعات فولاد در آن ارائه شده است، می باشد.

در بخش b17، کد اختصاری شرکتهای آلمانی تولید کننده هر فولاد آلمانی در مقابل شماره مواد آن فولاد ارائه شده است. روشن است که اطلاعات این بخش نیز باید بر اساس شماره مواد فولادها مرتب شده باشد تا دسترسی به کد اختصاری شرکتهای تولید کننده هر فولاد به راحتی امکان پذیر گردد.

در اینجا لازم است که در مورد کد اختصاری شرکتهای تولیدکننده فولاد توضیحاتی داده شود. هر شرکت تولید کننده فولاد در دنیا، یک کد اختصاری دارد که ترکیبی است از یک یا دو حرف لاتین و یک عدد سه رقمی که توسط یک خط تیره از هم جدا می شوند. حروف در سمت چپ خط تیره قرار دارند و نشان دهنده ملیت شرکت تولید کننده می باشد. مثلا D برای شرکتهای آلمانی و SE برای تولیدکنندگان سوئدی به کار می رود. بنابراین شرکت D-005 یک تولید کننده آلمانی است. عددی که در سمت راست خط تیره قرار گرفته است برای تفکیک شرکتهای موجود در یک کشور به کار می روند و در واقع این عدد کد داخلی شرکت در کشور خود می باشد. لیستی از کدگذاری تولیدکنندگان فولاد دنیا در نخستین صفحات فصل 19 آمده است. برای دستیابی به سایر اطلاعات شرکتهای تولیدکننده آلمانی می توان از چند صفحه ابتدایی فصل 18 استفاده کرد.

فصل 18 شامل سه بخش می باشد. بخش نخست به معرفی مشخصات کامل شرکتهای تولید کننده فولاد در آلمان می پردازد. این مشخصات عبارتند از کد شرکت، نام، نشانی، کدپستی، شماره تلفن، نمابر و تلکس و نیز وبسایت و ایمیل. بخش دوم به بررسی شکل و شرایط محصولات تولیدی توسط هر یک از شرکتهای تولید کننده آلمانی می پردازد. بخش سوم این فصل که حجم عمده آن را تشکیل می دهد لیستی است از نامگذاری فولادهای آلمانی که در مقابل نام هر فولاد، شماره مواد، گروه (فصل) و کد عمده ترین تولید کننده فولاد ارائه شده است. این لیست بر اساس اعداد و حروف الفبای نامگذاری فولادها مرتب شده است. بنابراین با داشتن نامگذاری یک فولاد آلمانی، می توان به سایر مشخصات آن دست یافت. منظور از نامگذاری در اینجا می تواند هر یک از دو مورد شماره مواد یا نامگذاری¹ فولاد باشد.

فصل 19 نیز به سه بخش تقسیم می گردد. بخش نخست آن به معرفی مشخصات شرکتهای غیر آلمانی تولید کننده فولاد می پردازد. اطلاعات این بخش بر اساس کد اختصاری شرکتها مرتب شده است. بخش دوم که حجم عمده آن را تشکیل می دهد لیستی از نامگذاری فولادهای کشورهای خارجی است. این لیست بر اساس حروف الفبای نامگذاری فولادها مرتب شده است. در مقابل نام هر فولاد، صفحه و شماره ردیف فولاد و همچنین نام کشور تولید کننده و کد عمده ترین شرکت تولیدکننده آن نیز درج شده است. منظور از نامگذاری فولاد در اینجا، انواع نامگذاری ها در استانداردهای مختلف غیر آلمانی است. بخش پایانی این فصل در واقع فهرست مطالب کتاب کلید فولاد است.

چگونگی دستیابی به اطلاعات کتاب "کلید فولاد"

بر اساس آنچه تا کنون گفته شد، روشهای دستیابی به اطلاعات کتاب کلید فولاد را می توان به 8 مورد زیر تقسیم بندی نمود:

1- تعیین مشخصات فولادهای آلمانی بر اساس شماره استاندارد

به این منظور باید به فصل a 17مراجعه کنیم. از آنجایی که در این فصل اطلاعات فولادها بر اساس شماره مواد مرتب شده است، فولاد مورد نظر را می توان به راحتی پیدا کرد. اطلاعاتی مانند علامت مشخصه، استاندارد DIN یا EN تعریف کننده فولاد و ترکیب شیمیایی مستقیما بدست می آیند. اما اطلاعاتی مانند کاربردها، خواص فیزیکی، مکانیکی و حرارتی در این بخش ارائه نشده اند و امکان دسترسی مستقیم به آنها وجود ندارد بلکه باید از شماره گروه فولاد که در ستون آخر آمده است، برای دستیابی به اطلاعات مورد نظر کمک گرفت. شماره گروه فولاد در واقع شماره فصلی است که اطلاعات اختصاصی فولاد در آن قرار دارد.

چنانچه اطلاعات بدست آمده از فصول مختلف این کتاب کافی نباشد، باید به استانداردهای DIN یا EN تعریف کننده فولاد که شماره آن در ستون سوم اطلاعات فصل a 17نوشته شده است، مراجعه نمود. به عنوان مثال در مورد فولاد St 37-2 با شماره مواد 1.0037 به استاندارد اروپایی EN 10025 ارجاع داده شده است. استاندارد تعریف کننده فولاد، اطلاعاتی در مورد کیفیت فولاد، شکل محصول، رواداریها (تلرانس) و ویژگی های آن در وضعیتهای مختلف ارائه می دهد. همچنین راجع به چگونگی کنترل کیفیت، نحوه سفارش و ... اطلاعات کاربردی را بدست می دهد.

2- تعیین مشخصات فولاد ها بر اساس نامگذاری

به این منظور از دو بخش 18 و 19 استفاده می شود. اگر فولاد مورد نظر آلمانی باشد باید به فصل 18 و در غیر اینصورت به فصل 19 مراجعه کنیم.

همانگونه که پیشتر گفته شد بخش سوم فصل 18 که حجم بیشتر این فصل را به خود اختصاص داده است، لیستی است از نامگذاری فولادهای آلمانی که این لیست بر مبنای اعداد و حروف الفبای نامگذاری فولادها مرتب شده است. پس با در دست داشتن نام فولاد به راحتی می توان به شماره مواد، گروه و کد عمده ترین تولید کننده فولاد دست پیدا کرد. با بدست آوردن شماره مواد فولاد، به فصل a17 مراجعه کرده و مطابق آنچه که در روش اول گفته شد، سایر مشخصات فولاد را پیدا می کنیم. همچنین برای دستیابی به اطلاعات اختصاصی فولاد از شماره گروه آن بهره می گیریم. شماره گروه فولاد هم در فصل 18 و هم در فصل a17 ارائه شده است.

زمانی که نامگذاری فولاد غیرآلمانی است باید به بخش دوم فصل 19 مراجعه کنیم. در این بخش فولادها بر اساس اعداد و حروف الفبایی نامگذاریشان مرتب شده اند و در مقابل نام هر فولاد، شماره صفحه، شماره ردیف، نام کشور تولید کننده و همچنین کد اختصاری عمده ترین تولید کننده آن ارائه شده است بنابراین با در دست داشتن نام فولاد در استاندارد یک کشور خارجی می توان با استفاده از شماره صفحه و شماره ردیف ( که برای هر یک از فولادهای خارجی تعریف شده در فصول 6 و 10 و 16 ارائه شده است) به اطلاعات فولاد مورد نظر دست یافت.

3- تعیین مشخصات فولادها بر اساس کاربرد

چنانچه بخواهیم فولادی را بر اساس کاربردهای در نظر گرفته شده برای آن انتخاب کنیم، ابتدا باید با استفاده از فهرست فصول کتاب، گروه (فصل) فولاد مورد نظر را بیابیم. سپس با مراجعه به قسمت مربوط به کاربردهای فولادهای معرفی شده در آن فصل، شماره استاندارد فولاد مورد نظر خود را استخراج کنیم. با بدست آوردن شماره استاندارد فولاد می توانیم به سایر مشخصات فولاد دست یابیم. یادآوری این نکته لازم است که فصول کتاب کلید فولاد با استفاده از رنگ از هم متمایز می شوند. فصول 1 تا 6 قرمز رنگ هستند و فولادهایی که ویژگی اصلی² آنها استحکام، تافنس و ازدیاد طول نسبی است ( یعنی خواص مکانیکی منهای سختی) در این فصول قرار دارند (کاربردهایی همانند زنجیر، شفت، مخازن تحت فشار و ...). فصول 7 تا 10 سبز رنگ هستند که ویژگی اصلی فولادهای این فصل ها سختی است و همانطور که پیشتر گفته شد فولادهای ابزار را پوشش می دهند و به دلیل میزان کربن زیاد، جوش پذیری ندارند. فصل های 11 و 12 با رنگ قهوه ای نشان داده شده اند که برای فولادهای این دو فصل خواص مکانیکی اهمیت چندانی ندارد و آنچه مهم است خواص فیزیکی نظیر ضریب انبساط حرارتی، نفوذپذیری مغناطیسی و ... است. رنگ آبی برای فصل های 13 تا 16 به کار رفته است که برای فولادهای این فصول ترکیب شیمیایی معیار اصلی است. از این روی تمام فولادهای مقاوم به خوردگی در این دو فصل جای می گیرند. روشن است که بدین ترتیب تمامی فولادهای زنگ نزن در کلید فولاد با رنگ آبی مشخص می شوند. رنگ سیاه مشخصه فصول 17 تا 19 است که به اطلاعات جدولی جهت مقایسه می پردازند. این اطلاعات پایه نرم افزار کلید فولاد بوده است.

4- تعیین مشخصات فولادها بر اساس ترکیب شیمیایی

تعیین مشخصات فولادها بر اساس ترکیب شیمیایی به دو صورت امکان پذیر است:

§ اگر بتوان گروه آلیاژی فولاد را بر اساس ترکیب شیمیایی آن تعیین نمود، با مراجعه به گروه مربوطه و جستجو در آنالیز شیمیایی فولادهای آن گروه می توان نزدیکترین آلیاژ به آلیاژ مورد نظر را یافته و سایر مشخصات آن را با توجه به شماره مواد آن بدست آورد.

§ اگر بتوان محدوده شماره مواد یا نامگذاری فولاد را بر اساس ترکیب شیمیایی آن تعیین کرد، می نوان با استفاده از فصول

a 17یا 18 به سایر مشخصات فولاد دست یافت.

5- تعیین کد اختصاری شرکتهای تولید کننده یک فولاد

چنانچه فولاد مورد نظر در کشور آلمان تولید شده باشد، می توان با در دست داشتن شماره مواد آن، با مراجعه به فصل a 17کد اختصاری شرکتهای تولید کننده آن را بدست آورد. اگر به جای شماره مواد فولاد، علامت مشخصه آن را داشته باشیم می توانیم به بخش سوم فصل 18 مراجعه کنیم. در این بخش در مقابل نام هر فولاد، شماره مواد، شماره گروه و کد اختصاری عمده ترین تولید کننده فولاد مورد نظر مستقیما بدست آمده و برای یافتن کد سایر شرکتهای تولیدکننده آن می توان از شماره مواد فولاد بهره جست.

اگر فولاد مورد نظر در کشوری غیر از آلمان تولید شده باشد، فقط امکان دسترسی به کد اختصاری عمده ترین تولیدکننده آن وجود دارد که باید به بخش دوم فصل 19 مراجعه شود. در این بخش در مقابل نام هر فولاد، شماره صفحه، شماره ردیف، نام کشور تولید کننده و کد اختصاری عمده ترین تولید کننده آن ارائه گردیده است. ولی در هیچ یک از فصول کتاب، کد اختصاری سایر تولیدکنندگان فولاد مورد نظر نیامده است در نتیجه باید به آنچه در فصل 19 آمده است، بسنده کنیم.

6- تعیین نام، نشانی و سایر مشخصات شرکتهای تولید کننده

همانگونه که بیان شد در فصول b17، 18 و 19 برای هر یک از فولادها، فقط کد اختصاری تولید کننده یا تولیدکنندگان فولاد ارائه شده اند. گاهی لازم است درباره این تولیدکنندگان داده های بیشتری بدست بیاوریم. این اطلاعات را می توان از فصول 18 و 19 بدست آورد. بخش اول فصل 18 همانطور که پیشتر بیان شد، مربوط به مشخصات کامل شرکتهای تولید کننده آلمانی می شود و بخش اول فصل 19 مربوط به مشخصات کامل شرکتهای تولیدکننده خارجی می شود بنابراین با دردست داشتن کد شرکت موردنظر می توان به این فصول مراجعه کرده و سایر مشخصات آن شرکت را بدست آورد.

7- تعیین شکل محصولات فولادی و روش تولید آنها در شرکتهای آلمانی

در بخش دوم فصل 18، لیستی ارائه شده است که با توجه به شکل محصول و روش تولید آن به بررسی تولید یا عدم تولید انواع مختلف فولادها توسط شرکتهای آلمانی می پردازد. این لیست بر اساس کد اختصاری شرکتهای تولیدکننده مرتب شده است. بنابراین با در دست داشتن کد اختصاری تولید کننده فولاد ( که از فصول b17یا 18 بدست می آید) و با توجه به نوع فولاد، شکل محصول و روش تولید آن، می توان تعیین کرد که آیا محصول موردنظر توسط این شرکت تولید می شود یا نه.

8- تعیین فولاد معادل در استانداردهای کشورهای مختلف

در صفحات پایانی سه فصل 6 و 10 و 16 لیستی از فولادهای معادل در استانداردهای چند کشور صنعتی ارائه شده است. این لیست، بر اساس شماره مواد مرتب گردیده است. با استفاده از این لیست می توان به برخی از فولادهای معادل در استانداردهای کشورهای مختلف دست یافت.

پی نوشت:

1- designation

2- main property

مراجع

1- www.metallurgydata.blogfa.com

2- www.stahlschluessel.de

3- عبدا... ولی نژاد، جداول و استانداردهای فولاد، انتشارات طراح، چاپ پنجم، 1384

4- محمدرضا سلطان محمدی، دوره آموزشی کلید فولاد

5- کتاب کلید فولاد، ویرایش 2004

نرم افزار کلید فولاد 2004:

بانک اطلاعاتی فولادها
- شامل اطلاعات و مشخصات فنی فولادهای مختلف
- معادل یابی فولادها در استانداردهای مختلف
- جستجو بر اساس ترکیب شیمیایی
- اطلاعات سازندگان فولادها

قیمت: ۱۰۰۰۰ تومان

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۱٠:۳٠ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

دوشنبه ۱۱ بهمن ،۱۳۸٩

بررسی وضعیت مقررات جوشکاری و بازرسی جوش در مبحث هفدهم

بررسی وضعیت مقررات جوشکاری و بازرسی جوش در مبحث هفدهم

امیر حسینی کلورزی

این مقاله در دومین همایش مقررات ملی ساختمان ارائه شده و به عنوان مقاله برتر در بخش تاسیسات برگزیده شده است.

همچنین این مقاله قبلا در نشریه صنعت جوش شماره ٢٨ مهر ١٣٨٩ به چاپ رسیده است.

چکیده

سالهاست که موضوع جوشکاری و لزوم بازرسی از روند اجرایی آن در امور ساختمان مد نظر قرار گرفته و بسته به موقعیت زمانی گاهی از جایگاه بسیار ویژه ای در مباحث ساخت و ساز برخوردار بوده است. عمده این مباحث در زمینه جوشکاری سازه های فلزی انجام گرفته و نتایج قابل توجهی نیز در آن حاصل شده است. اما یکی دیگر از مباحثی که موضوع جوشکاری در آن مطرح است و کمتر مورد توجه قرار گرفته، بحث خطوط لوله گاز ساختمان موضوع مبحث هفدم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان "تاسیسات لوله کشی و تجهیزات گاز طبیعی ساختمان ها" میباشد. این موضوع از آنجا اهمیت میابد که کیفیت و سلامت جوش این خطوط لوله در جلوگیری از نشتیها و حوادث احتمالی ناشی از آن و افزایش ایمنی ساختمان نقش مهمی را ایفا میکند.

در این مقاله سعی شده تا با بررسی دقیق موضوع، نقاط قوت و همچنین نقاط قابل بهبود موضوع جوشکاری و بازرسی جوش در مبحث هفدهم مشخص شده و راهکارهایی در این زمینه ارائه گردد.

کلمات کلیدی: لوله کشی، گاز، جوشکاری، بازرسی جوش، مقررات ملی ساختمان

مقدمه

استفاده از گاز طبیعی در ساختمانها علاوه بر مزایای متعددی که دارد، دارای خطرات بالقوه ای نیز میباشد که درصورت عدم رعایت دستورالعملهای فنی و نکات ایمنی، میتواند سبب وقوع حوادث مختلفی گردد.از مجموعه این خطرات، بحث نشت گاز و احتمال آتش سوزی و انفجار به دلیل گستره و وسعت خرابی و خسارات جانی و مالی که میتواند ایجاد کند، از اهمیت بالاتری برخوردار است]1[.

دلایل زیادی میتواند برای نشت گاز وجود داشته باشد، از محکم نبودن اتصالات گرفته تا استفاده از دستگاه های گاز سوز غیر استاندارد و غیر مجاز، که با رعایت دستورالعملهای ایمنی و کنترل مناسب میتوان براحتی از وقوع آنها پیشگیری کرد. اما عامل دیگری نیز میتواند باعث نشتی گردد که متاسفانه به دلیل ماهیت آن کمتر مورد توجه و کنترل قرار میگیرد. این عامل، خرابی جوشهای اتصالی لوله های گاز میباشد که به کیفیت جوشها و صحت روش اجرای جوشکاری برمیگردد. هرچند که در مبحث هفدهم مقررات ملی ساختمان به منظور حصول اطمینان از استحکام و عدم نشت لوله ها موضوع اجرای دو آزمایش مقاومت لوله و عدم نشت گاز قبل از بهره برداری از سیستم لوله کشی الزام شده است، اما مواردی وجود دارد که اتصالات جوشی علی رغم گذراندن موفق این آزمونها، پس از مدتی دچار خرابی و نشتی میگردند. این موضوع میتواند به دلایل مختلفی حادث گردد. از جمله این دلایل میتوان به فرسودگی و خوردگی نواحی جوش، رشد تدریجی عیوب اولیه در جوش، اعمال نیروهای نامتعارف به لوله ها، وجود لرزش شدید و یا وقوع زلزله اشاره کرد. در کلیه حالات اشاره شده، عدم صحت اجرای جوشکاری و کیفیت پایین جوشها میتواند بعنوان عامل اصلی عمل کرده و یا حداقل به عنوان عامل تشدید و تسریع کننده محسوب گردد که ریسک وقوع نشتی را بسیار بالا میبرد. با توجه به موارد فوق الذکر کنترل روند اجرایی عملیات جوشکاری و بازرسی از جوشها نقش بسیار مهمی در افزایش سلامت سیستم و کاهش ریسک دارد.

خوشبختانه در مبحث هفدهم مقررات ملی ساختمان موضوع شیوه جوشکاری و کنترل کیفیت آن دیده شده و تا حدودی تشریح شده است. از آنجاییکه اجرای ضوابط مندرج در این مبحث مشمول اجبار قانونی است و برای مجریان لوله کشی و همینطور مهندس ناظر لازم الاجراست]2[، باید این قوانین تبیین شده و از نظر تطابق با شرایط کاربردی و همچنین قابلیت اجرا بررسی گردند. در این مقاله سعی شده تا از این منظر به موضوع جوشکاری در مبحث هفدهم مقررات ملی ساختمان پرداخته شود. از آنجایی که وزارت مسکن و شهرسازی متولی تهیه و تنظیم کتابچه راهنما حاوی مقررات و استانداردهای فنی بوده]3[، امید است نکات مطرح شده در این مقاله مورد توجه و بررسی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن و کمیته تخصصی مربوطه قرار گیرد.

محتوا

متغیرهای موثر بر کیفیت جوش را میتوان به سه دسته اساسی تقسیم بندی کرد. این سه دسته شامل شیوه اجرایی عملیات جوشکاری، مهارت جوشکاران و کیفیت مواد مصرفی میشوند. از طرفی آشنایی با مقررات و دستورالعملهای اجرایی و همینطور اجرای بازرسی و کنترل کیفی مناسب برای حصول اطمینان از دستیابی به جوش صحیح و سالم از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا برای بررسی دقیقتر موضوع جوشکاری در مبحث هفدهم، قوانین و مقررات مربوطه بر اساس این دسته بندی ها تفکیک، و هر گروه بطور جداگانه ارزیابی شده اند. برای این منظور نسخه بازنگری سال 1387 این مبحث مورد بررسی قرار گرفت. مقررات مربوط به بحث جوشکاری این نسخه نسبت به نسخه قبلی مقررات (سال 1381)، به جز در دو مورد تغییر قابل ملاحظه ای نداشته است. اولین تغییر ایجاد شده در نسخه بازنگری اخیر، حذف اتصال جوش ماهیچه ای است که در کلیات بررسی های صورت گرفته تاثیری ندارد و دومین تغییر الزامی کردن جلوگیری از ادامه کار جوشکارانی است که جوش آنها مورد تایید مهندس ناظر قرار نگرفته، که در جای خود مورد بحث قرار گرفته است. نتایج ارزیابی های انجام شده به شرح ذیل میباشد.

شیوه اجرایی عملیات جوشکاری

در بند 17-5-6-1 مبحث هفدهم با عنوان "کلیات" زیرمجموعه بخش جوشکاری، قید شده است که روش جوشکاری باید بر مبنای API 1104 باشد]2[. این موضوع که جوشکاری بر اساس استانداردهای معتبر جهانی صورت گیرد نقطه مثبتی است، اما باید قابلیت اجرا و همچنین تطابق موضوعی استاندارد انتخاب شده نیز مد نظر قرار گیرد. انتخاب کد API 1104 بعنوان استاندارد مرجع از هردو منظر فوق الذکر قابل بحث است.

اول اینکه جوشکاری بر اساس کد مزبور الزاماتی را شامل میشود که اجرای برخی از آنها با توجه به محدودیتها و شرایط کاری امکانپذیر نبوده و یا مستلزم تغییر در روند اجرایی و نظارتی میباشد. از جمله شاخص ترین این موارد میتوان به لزوم تهیه دستورالعمل جوش (WPS) و تاییدیه آن (PQR) اشاره کرد.

دوم، API 1104 دربرگیرنده جوشکاری خطوط لوله انتقال بوده و جوشکاری خطوط لوله توزیع را به شرط قابلیت اجرا شامل میشود که با توجه به مواردی که در قسمت اول مطرح شد این حالت نیز منتفی بوده و در نتیجه این کد با موضوع مبحث هفدهم تطابق ندارد]4[.

از مجموع موارد فوق الذکر چنین بر می آید که کد API 1104 گزینه مناسبی برای استفاده در مبحث هفدهم نیست. برای اصلاح این موضوع دو راه حل به ذهن میرسد. یکی اینکه کد یا استاندارد دیگری که از نظر موضوعی تطابق لازم را داشته باشد انتخاب شده و همزمان کلیه قوانین و روالهای موجود مرتبط در راستای قابل اجرا نمودن مفاد آن بازنگری گردند. راه حل دیگر که مناسبتر نیز به نظر میرسد، تشریح کامل شرایط و الزامات اجرایی جوش لوله کشی گاز به همراه دستورالعملهای از پیش تایید شده (Prequalified) بر اساس شرایط عملیاتی و نیازهای فنی در قالب قوانینی جدید است]5[. این قوانین میتواند در مبحث هفدهم درج شده و یا به صورت یک آیین نامه مجزا تدوین گردد.

یکی دیگر از نکات قابل تامل در زمینه شیوه اجرای عملیات جوشکاری، آیتم (ث) از بند شماره 17-5-6-3 با عنوان "آماده سازی برای جوشکاری" میباشد. در این آیتم الزام شده است که تمیزکاری سرباره هر پاس جوشکاری توسط سنگ زنی انجام شود]2[. در لوله کشی گاز ساختمان ماهیت و شرایط اجرایی کار به گونه ای است که در بسیاری از اتصالات امکان سنگ زنی وجود ندارد. از آنجا که این موضوع سبب مغایرت اجرا با مقررات میگردد، باید به گونه ای اصلاح گردد.

مهارت جوشکاران

یکی از عوامل بسیار موثر در کیفیت جوش، مهارت جوشکار میباشد. این موضوع در بند 17-5-6-7 مبحث هفدهم با عنوان "صلاحیت جوشکار"، آورده شده است. در این بند قید شده که جوشکاری باید توسط جوشکاران صلاحیت داری انجام شود که دارای پروانه مهارت فنی معتبر در جوشکاری لوله گاز باشند. همچنین مسئولیت کنترل اعتبار آنرا بر عهده مهندس ناظر گذاشته است]2[.طبق ماده 4 قانون نظام مهندسی و سایر وظایف مصوب قانون این سازمان با استفاده از ظرفیت بخش دولتی در مراکز ثابت و سیار و همچنین بهره گیری از ظرفیتهای بخش خصوصی با همکاری وزارت مسکن و شهر سازی اقدام به شناسایی، تعیین سطح آموزش و صدور پروانه مهارت فنی درجه 3 ، درجه 2 و درجه 1 نیروی کار صنعت ساختمان می نماید. این موضوع با همکاری سازمان فنی و حرفه ای در حال اجراست]6[. یکی از شاخه های مطرح در این فرآیند، لوله کشی گاز خانگی و تجاری میباشد که نیروهای شاغل در این بخش بر اساس استانداردهای مهارت و آموزشی سازمان فنی و حرفه ای به سه گروه لوله کش گاز خانگی و تجاری (درجه یک)، کمک لوله کش گاز خانگی و تجاری (درجه دو) و کارگر عمومی لوله کش گاز خانگی و تجاری (درجه سه) به شماره های استاندارد 1/3/1/22/71-8، 1/3/2/22/71-8 و 1/1/3/22/71-8 تقسیم میشوند. بر اساس استانداردهای فنی و حرفه ای نیروهای دارای مهارت درجه یک و دو توانایی اجرای جوشکاری لوله گاز را دارا میباشند]7[. لذا در مبحث هفدهم باید سطح مهارت مورد نیاز برای جوشکاران قید گردد. درج این موضوع علاوه بر شفاف سازی مقررات به تعیین یک معیار مشخص برای انتخاب جوشکار و کاهش مشکلات مرتبط با آن کمک میکند.

همچنین در بخشی از آیتم (ب) بند 17-5-6-4 مبحث هفدهم با عنوان "کنترل کیفیت جوش" آمده است که درصورت عدم تایید کیفیت جوشکاریهای انجام شده توسط مهندس ناظر، باید از ادامه کار جوشکار جلوگیری شود]2[. این الزام یکی از نکات مثبتی است که در نسخه بازنگری شده سال 1387 اصلاح شده است. در نسخه قبلی (سال 1381) این موضوع به صورت اختیاری دیده شده بود. البته در اینجا نیز نکته قابل تاملی وجود دارد. متاسفانه چگونگی رفتار با چنین جوشکاری در این مقررات دیده نشده است. روشن بودن مقررات در این زمینه و گنجاندن مواردی مانند ثبت در سوابق، ابطال پروانه مهارت و یا الزام به گذراندن دوره آموزشی و آزمون مجدد برای این دسته از جوشکاران میتواند به بهبود کنترل کار جوشکاران و درنتیجه ارتقاء سطح کیفیت جوشها کمک کند.

کیفیت مواد مصرفی

پارامتر دیگری که بر سلامت جوش تاثیرگذار است، کیفیت مواد مصرفی میباشد. مواد مصرفی که در جوشکاری لوله کشی گاز ساختمان کاربرد دارند شامل لوله، اتصالات و الکترود جوشکاری میشوند. در ارتباط با کیفیت لازم برای لوله و اتصالات در بند "مصالح مصرفی" مبحث هفدهم به تفکیک پرداخته شده و موضوع بحث این مقاله نمیباشد. در ارتباط با الکترودهای جوشکاری نیز در بند 17-4-4-5 الزاماتی آورده شده که شامل تعیین نوع الکترودهای مجاز، مشخصات بسته بندی و همچنین شرایط مردود شدن الکترود از نظر وضعیت ظاهری و مشکلات اجرایی میگردد که جزو نکات مثبت این مبحث میباشد]2[. اما نکته ای که دیده نشده کیفیت الکترود از نظر تامین خواص مکانیکی و شیمیایی مناسب برای درز اتصال و تولید جوش سالم است که با کنترل موارد مطرح شده در بند فوق قابل تشخیص نخواهد بود. لذا بهتر است که مفادی در این ارتباط به بند فوق افزوده شده و بر ارزیابی الکترودها و لزوم استفاده از الکترودهایی با کیفیت مناسب تاکید گردد. بدین منظور میتوان ارائه تاییدیه و گواهینامه از سازندگان معتبر الکترود و یا موسسات آزمایشگاهی مورد تایید را بصورت الزام در بند فوق الذکر از مبحث هفدهم درج نمود.

بازرسی و کنترل کیفیت جوش

بر اساس بند 17-5-6-4 مبحث هفدهم مقرران ملی ساختمان، مسئولیت کنترل کیفی جوش بر عهده مهندس ناظر میباشد. مهندس ناظر باید بر مبنای معیارهای مشخص شده در این مبحث از عملیات جوشکاری و جوشهای حاصله بازرسی کرده و ایرادات و اشکالات احتمالی را مشخص و بر عملیات رفع آنها نیز نظارت نماید]2[. نکته ای که در اینجا قابل تامل میباشد اینست که بازرسی جوش یکی از رشته های فنی است که نیاز به دانش و تخصص ویژه دارد و آگاهی از مقررات و معیارهای پذیرش به تنهایی برای اجرای یک عملیات بازرسی جوش موفق کفایت نمیکند. هرچند که این مورد در آیتم (ب) از بند 17-6-1-2 مبحث هفدهم چاره اندیشی شده و مهندس ناظر را مجاز به استفاده از خدمات بازرسین و مشاورین ذیصلاح دانسته است، اما با توجه به شرایط کاری و هزینه های خدمات بازرسی، استفاده از این خدمات در برخی موارد و بخصوص در پروژه های کوچک عملی به نظر نمیرسد. راه حل عملی که میتوان برای این مسئله پیشنهاد داد، الزام مهندسین ناظر به گذراندن یک دوره آموزشی تخصصی در زمینه جوشکاری و بازرسی جوش و کسب حداقل دانش و مهارت لازم برای اجرای موفق عملیات بازرسی جوش میباشد. این دوره باید بر اساس الزامات مبحث هفدهم و نیازهای مهندسین ناظر مکانیک طراحی و تدوین گردد.

واژگان تخصصی جوش

یکی از مشکلاتی که در تدوین دستورالعملهای فنی به زبان فارسی وجود دارد، استفاده از لغات متفاوت بعنوان جایگزین یک واژه انگلیسی میباشد. این مشکل در تمامی رشته های تخصصی دیده میشود که دلیل اصلی آنهم نبود مرجعی برای تعیین لغات جایگزین اصطلاحات فنی غیر بومی در گذشته است. هرچند که اصلاح این موضوع نیاز به زمان زیاد و کار اطلاع رسانی و ترویج گسترده دارد، اما انتظار میرود حداقل در مستنداتی که توسط یک مجموعه صادر میشوند همسانی واژگان تخصصی رعایت گردد. متاسفانه ما شاهد این اختلاف و تفاوت واژگان مرتبط با جوش در مقررات ملی ساختمان نیز هستیم. این در حالیست که تهیه "تعریف نامه‌ای" از لغات و اصطلاحات فارسی مورد استعمال در امور مختلف ساختمان از ابتدای کار تدوین مقررات ملی ساختمان مد نظر بوده و مبحث اول این مقررات نیز به منظور حفظ هماهنگی تعاریف و واژگان در کل مجموعه مقررات، تدوین شده و کلیه واژه ها و اصطلاحات فنی و حقوقی به کار رفته در تمامی مباحث مقررات ملی ساختمان باید در این مبحث گردآوری شوند]8[. متاسفانه این مبحث در زمینه واژگان تخصصی جوش مورد استفاده در دیگر مباحث مقررات ملی ساختمان، دارای کاستی های فراوانی است.

برخی واژگان تخصصی جوش استفاده شده در مبحث هفدهم با دیگر مستندات منتشر شده توسط دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان از جمله مبحث دهم، آیین نامه جوشکاری ساختمانی ایران و همینطور جزوه آموزشی آشنایی با فرایند جوشکاری و بازرسی جوش در ساختمان تفاوت دارد. این تفاوت بین مستندات ذکر شده نیز وجود دارد. استفاده از استاندارد ملی ISIRI 5960 با عنوان "جوشکاری و فرآیندهای مربوط - واژه نامه" بعنوان مرجع ملی، میتواند راه حلی برای این مشکل باشد]9[.

جمع بندی

موارد مطرح شده در این مقاله را میتوان بصورت ارائه پیشنهادات اصلاحی زیر برای بهبود قوانین مرتبط با جوش در مبحث هفدهم مقررات ملی ساختمان، جمع بندی نمود:

- توصیه میشود به جای ارجاع به کد API 1104، قوانین و الزامات اجرایی جوش لوله کشی گاز به همراه دستورالعملهای از پیش تایید شده بر اساس شرایط عملیاتی و نیازهای فنی کشور تبیین شده و در مبحث هفدهم درج و یا به صورت یک آیین نامه مجزا تدوین گردد.

- در بند مربوط به صلاحیت جوشکاران، تعیین سطح مهارت مورد نیاز برای جوشکاران بر اساس استانداردهای فنی و حرفه ای به شفاف تر شدن مقررات و تعیین معیار مشخص برای تصمیم گیری در ارتباط با به کارگیری جوشکار کمک خواهد کرد. همچنین باید روالی برای بازنگری در پروانه مهارت و شرایط بازگشت به کار جوشکارانی که مهارت خود را از دست داده اند، در مقررات دیده شود.

- پیشنهاد میگردد در بند الکترودهای جوشکاری، بر ارزیابی الکترودها و لزوم استفاده از الکترودهای با کیفیت مناسب از طریق الزام ارائه تاییدیه و گواهینامه از سازندگان معتبر الکترود و یا موسسات آزمایشگاهی مورد تایید، تاکید گردد.

- توصیه میشود به منظور کسب حداقل دانش و مهارت لازم برای اجرای موفق عملیات بازرسی جوش، گذراندن یک دوره آموزشی تخصصی در زمینه جوشکاری و بازرسی جوش برای مهندسین ناظر مکانیک اجباری شود.

- به منظور یکسان سازی واژگان تخصصی جوش مورد استفاده در مقررات ملی ساختمان و دیگر مستندات مرتبط میتوان از استاندارد ملی ISIRI 5960 با عنوان "جوشکاری و فرآیندهای مربوط - واژه نامه" بعنوان مرجع استفاده نمود.

مراجع

1- "بازسازی لوله کشی گاز خانگی برای مقاوم سازی در برابر زلزله"، فرشید مومنی فراهانی، ماهنامه صنعت لوله، شماره 6، مرداد 1387.

2- "مقررات ملی ساختمان ایران، مبحث هفدهم: تاسیسات لوله کشی و تجهیزات گاز طبیعی ساختمان ها"، دفترتدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، تهران، 1387.

3- "شیوه نامه شماره 2042/400 مورخ 29/7/82"، معاونت نظام مهندسی و اجرائی ساختمان وزارت مسکن و شهرسازی.

4- API Standard 1104, " Welding of Pipelines and Related Facilities", 20th Edition, Nov. 2005.

5- "انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب"، امیر حسینی کلورزی، ماهنامه صنعت جوش، شماره 12و13، فروردین و اردیبهشت 1386.

6- "پروانه مهارت فنی تنها سند شاغلین صنعت ساختمان"، احمد گرگه ای، وبلاگ له یلاخ کوردستان.

7- استاندارد مهارت و آموزشی شماره 1/3/1/22/71-8، "لوله کش گاز خانگی و تجاری (درجه 1)"، سازمان آموزش فنی و حرفه ای کشور،1387.

8- "مقررات ملی ساختمان ایران، مبحث اول: تعاریف"، دفترتدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، تهران.

9- استاندارد ملی ایران شماره 5960، "جوشکاری و فرآیندهای مربوط - واژه نامه"، چاپ اول، تیرماه 1381، موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۱٠:٢٤ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

چهارشنبه ٢٢ دی ،۱۳۸٩

دانلود 2

صفحه قبل

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۸:۳٥ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

سه‌شنبه ٢ آذر ،۱۳۸٩

تعمیر یک خط لوله زیر آب

تعمیر یک خط لوله زیر آب

مترجم: مهندس علیرضا ولی زاده، کارشناس ارشد متالورژی جوشکاری

مقدمه مترجم: با افزایش قیمت جهانی نفت و گاز و لزوم افزایش استخراج از منابع فراساحلی، نیاز به پیشرفت در زمینه تکنولوژی های فراساحلی مانند جوشکاری زیر آب بیش از پیش احساس می شود. در ایران نیز جوشکاری و برشکاری زیرآب مشتاقان زیادی دارد اما به نظر می رسد منابع مطالعاتی کاملی در این زمینه به زبان فارسی وجود نداشته باشد. مقاله حاضر مراحلی که غواصان طی می کنند تایک فلنج فوق العاده خورده شده زیرآب در دریای کارائیب را تعمیر کنند بیان کرده است. مراحل اصلی این فرایند شامل بازرسی و تهیه WPS وWPQ وPQR و تست جوشکار و در نهایت انجام جوشکاری مطابق استاندارد جوشکاری زیرآب جامعه جوشکاران امریکا (AWS D3.6) است که می تواند جزئیات بیشتری از چگونگی انجام یک جوشکاری زیرآب تعمیری مطابق استاندارد را بازگو نماید. این مقاله در شماره ژانویه 2010 Welding journal به قلم W. Aschemeier و Kevin S. Peters نوشته شده و ترجمه آن در شماره پاییز 1388 مجله جوشکاری انجمن جوشکاری و آزمایشهای غیرمخرب ایران به چاپ رسیده و برای انتشار در اختیار مجله اینترنتی مهندسی جوش(weldeng.net) قرار گرفته است.

در بازرسی سالانه لوله های غیر فلزی انتقال، در یک وسیله بارگذاری نشده هیدروکربنی در دریای کارائیب، یک فلنج (شکل1) بسیار خورده شده، روی یک لوله فولادی ایستگاهی 8 اینچی یافت شد.

شکل1- جنوب خط لوله تجهیزات هیدرو کربنی که بدون بارگذاری بودند فلنجی که زیاد زنگ زده بود یافت شد.

شکل2- یک تست کوپن جوشکاری شده.

این مجموعه لوله ها قسمتی از یک سامانه هستند که دو لوله 8 اینچی موازی می باشند. لوله های فولادی80، API5L گروه B یک مجموعه مخازن در ساحل را با انتقال دهنده غیر فلزی انعطاف پذیر، در کف دریا انتقال می دهند. انتهای مخازن به تانکرها متصل می شود و هنگامی که بارگذاری روی آن ها انجام نمی گیرد معلق می شوند. این مخازن به صورت سالانه بازرسی می شوند. در این بازرسی غواصان مخازن را جدا می کنند تا مخازن به بیرون آب کشیده شده و در خشکی بازرسی چشمی شوند. در اواخر سال2008 تعمیرات اساسی مانند پاک سازی و بازرسی از مخازن روی خط لوله انجام گرفت که منجر به تعویض پیچ ها و واشرها شد.

در تابستان 2009 طبق معمول توسطROV (Remotely Operated Vehicle) بازرسی انجام شد که نشان داد روی فلنج لوله ایستگاهی خط لوله جنوبی، لایه ضخیمی از کلسیم ایجاد شده است. بازرسی های دیگر ROV نشان دادند خوردگی و پوسیدگی زیادی در اطراف سوراخ پیچ ها در فلنج خط لوله ایجاد شده است.

مشخص شد که در برنامه نگهداری اواخر سال 2008 پیچ های فولاد زنگ نزن بدون استفاده از عایق بین پیچ و فلنج فولاد نرم روی آن نسب شده اند. بدون استفاده از پیچ های عایق ممکن است خوردگی گالوانیکی رخ دهد (خوردگی گالوانیکی واکنش الکتروشیمیایی بین دو فلز نامتشابه در حضور یک الکترولیت و محور عبور الکترون است). مالک تجهیزات با شرکتMiami Divers Inc تماس گرفت تا آن ها فلنج های خورده شده را از خط لوله ایستگاهی جدا کرده و یک فلنج جدید جایگزین نمایند. پس از بازبینی تصاویر گرفته شده تصمیم گرفته شد فلنج قدیمی بریده شده و یک فلنج بزرگ تر ANSI کلاس 150 روی خط لوله نسب شود. جنس فلنج، ASTM A105 انتخاب شد تا با دهانه لوله API 5L کلاسB 8 اینچ طرح لوله فولادی 80 موجود هم خوانی داشته باشد.

پیشرفت فرایند جوشکاری و کیفیت جوشکار

اولین گام Miami Diver Inc نوشتن فرایند جوشکاری و تعمیری بود که کارفرما و سازمان دولتی باید آن را تایید می کردند. در اولین مرحله WPS[1] وWPQ[2] برای جوشکاری زیر آب مورد نظر نوشته شد.

تصمیم گرفته شد برای این اتصال از فرایند SMAW مرطوب با الکترودهای Hydro weld FS استفاده شود. جوشکاران زیرآب طبق AWS D3.6 .1999 (ویژگی های جوشکاری زیر آب) برای انجام تعمیرات مورد تایید قرار گرفتند. پس از تایید جوشکارها یک PQR برای جوش لب به لب لوله گرفته شد و مورد تایید Lioyds Registerar قرار گرفت. برای تایید جوشکار یک WPS نوشته و طبق طبقه بندی آزمایش شد. سه نفر جوشکار زیرآب و مهندس جوشکاری H.C.Nutting پیش از بازدید Lioyds از آزمایش، مورد آموزش یک روزه قرار گرفتند.

آزمایش در تانک 35000 گالنی در عمق 540 سانتی متر روی اتصالی با قطر 5 اینچ لوله80 طرح به ورق پایه ضخامت یک اینچ در حالت 5F سر پایین صورت گرفت. سه پاس جوش بین اتصال گوشه لوله 8/3 اینچ و ورق انجام شد.

طبق استاندارد AWS D3.6 جوشکاران فرایند SMAW مرطوب زیرآب برای جوشکاری لوله هایی با قطر بین 5/2 تا 10 اینچ و اندازه جوش 5/0S تا 5/1 S مورد تایید قرار می گیرند(کهS طول پایه جوش مورد آزمایش است).

در شرایط آزمایش، هر جوشکار زیرآب امکان جوشکاری دو قطعه را داشت(شکل2). قطعات آزمایش طبق شرایط AWS D3.6 آزمایش شدند(چهار آزمایش شکست جوش گوشه و دو آزمایش ماکرو اچ)(شکل3). در پایان روز، جوشکاران و مهندس جوشکاری در آزمایش تایید شدند.

شکل3- طراحی تست کوپن مطابقAWSD3.6.

Lioyds Register تمام نمونه ها را تایید کرد. نمونه ها در مخزن جوش شدند و بازرسی چشمی روی آن ها صورت گرفت. پس از تایید توسط مهندس جوشکاری و ناظرین Lioyds، چهار آزمایش شکست جوش گوشه و چهار نمونه ماکرو از تمام نمونه های جوش داده شده استخراج شد(شکل4). پس از ارزیابی هر سه جوشکار از اولین مرحله آزمایش سر بلند بیرون آمدند.

شکل4- نمونه قطعه قطعه شده مطابق استاندارد.

بیرون آوردن فلنج خراب

دستور تعمیر به این صورت اعلام شد که فلنج خراب باید بریده شود. برای برش با کیفیت به اره ای دقیق نیاز بود. شرکت E.H.wachs اره ای باضریب خطای کم و چارچوب دو قسمتی ساخت و آن را Lincolns hire III نامید که به نظر می رسید ابزار مناسبی برای این کار باشد. شرکت E.H.wachs قبول کرد تکنسینی به Miami بفرستد تا برای تعمیر فلنج، اره را به گروه معرفی کند. اره ای با یک حلقه که دور لوله گیر کرده و دو ابزار برش با زاویه 180 درجه نسبت به یکدیگر که دور لوله چرخیده و آن را برش می دهند. دستگاه هیدرولیکی قادر است برشی با کیفیت بالا ایجاد کند. این دستگاه برش قادر است برشی 90 درجه یا هر مقدار دیگر با هر زاویه بازشدگی دهانه که لازم باشد ایجاد نماید.

با ورود به دریای کارائیب در مجموعه کارگاهی کارفرما قرار ملاقاتی صورت گرفت که در آن گروه به دو قسمت تبدیل شد. مهندس جوشکاری و ناظر غواصی در مورد پروژه و ایمنی لازم در آن بحث کردند. دو غواص با قایق غواصی به خدمه کشتی که در منطقه غواصی منتظر آن ها بودند پیوستند (شکل5).

شکل5- کشتی غواصی water world.

مخازن غیرفلزی جدا شده و به خشکی منتقل شدند. برای تعمیرات در طول سه روز برنامه ریزی شد تا یک غواص بازرس نیز برای بررسی مقدار تخریب ایجاد شده به تیم بپیوندد، که در نهایت فلنج خورده شده، بریده و تعویض شد. پس از جوشکاری فلنج جدید به لوله، این فلنج دوباره به مخازن متصل شد و تحت آزمایش فشار قرار گرفت و در نهایت نیز آخرین غوص برای بازرسی زده شد. در آن غوص از تجهیزات نسب شده زیر دریا فیلم برداری شد تا مورد بازبینی پیمانکار قرار گیرند.

خدمه

خدمه غواص شامل ناظر غواصی و مهندس جوشکاری و دو غواص و خدمه قایق غواصی شامل کاپیتان و یک غواص و دو خدمه عرشه بودند. اولین غوص با هدف بازرسی و ثبت مقدار خرابی صورت گرفت. غواص، کاری که باید انجام شود و فضای زیر لوله را بررسی کرد، این فضا برای بحث در مورد چگونگی تعمیر از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا امکان نسب اره را مشخص می کند و برای جوشکاران زیرآب امکان جوشکاری بالاسر در موقعیت ساعت 6 را فراهم می نماید.

شکل6- بتن روی لوله موجب می شود امکان استفاده از کیسه های بلند کننده وجود نداشته باشد.

غوص دوم برای ایجاد فضای کافی زیر لوله انجام گرفت. ابتدا تصمیم گرفته شد با کیسه های بلند کننده، انتهای لوله بلند شود اما در این روش بازبینی صورت گرفت، زیرا حداقل تا 5/4 متر از انتهای لوله بتن روی آن قرار گرفته بود(شکل6).

از آن جا که امکان بلند کردن وجود نداشت، ماسه زیر لوله به بیرون جت شد. جت ماسه نیز بیش از آن که تصور می شد مشکل آفرین بود زیرا ماسه بسیار ریز بود و به منطقه جت شده باز می گشت. با وجود این شرایط، غواص(شکل7) سرانجام توانست فضای کافی برای جوشکاری در موقعیت ساعت 6 را فراهم کند.

شکل7- سرپرست غواصی در پوشیدن لباس به غواصان کمک می کند.

برش لوله

حدود 45 دقیقه طول کشید تا دو غواص، اره برش لوله را نسب کنند(شکل8). اره حدود 180 سانتی متر با محل برش فاصله داشت. فلنج قدیمی از نوع گردن جوش بود. کل فرایند برشکاری با کیفیت برش عالی در کم تر از 15 دقیقه انجام شد. پس از کامل شدن برشکاری، فلنج معیوب به سطح برده شد و اره نیز به سطح منتقل شد.

شکل8- نسب اره روی لوله توسط غواص.

شکل9- صدای اره نسب شده روی لوله زیرآب یک ماهی پهن برقی را به سوی خود جلب کرده است.

جوشکاری فلنج

پیش از شروع جوشکاری، پوشش و گیاهان دریایی از روی جوش و منطقه متاثر از حرارت زدوده شدند. رنگ منطقه جوش و منطقه متاثر از حرارت فلنج جدید نیز پاک شد. علاوه بر این رنگ داخل سوراخ های داخلی فلنج نیز زدوده شد. غواص فلنج را دور انتهای لوله قرار داد و آن را با یک محافظ تثبیت نمود و توسط سیم جوش، یکنواختی دهانه دور لوله را بررسی کرد. ورقی به لوله نزدیک منطقه جوش تک خال خورد تا اتصال گیره زمینی برقرار شود.

ابتدا روی فلنج در ساعات 3 و 6 و 9 و 12 چهار تک خال زده شد و سپس سرباره آن ها پاک شد و جوشکاری پاس ریشه آغاز گشت. جوشکار زیرآب، جوشکاری را از ساعت 12 شروع کرد و به صورت سرپایین تا ساعت 6 حرکت نمود و پس از آن اتصال با دو پاس رویه کامل گشت.

شکل10- جوشکاری قوس الکترود دستی فلنج به خط لوله.

جوش پس از کامل شدن بازرسی چشمی شد و طبق AWS D3.6 (ویژگی های جوشکاری زیر آب) در کلاس B قرار گرفت. از جوش نهایی نیز برای کارفرما فیلم برداری شد.

برای حفاظت از جوش نهایی، روی آن اپوکسی زیر آب زده شد تا عایق دائمی قوی روی آن ایجاد شود(شکل11).

شکل11- قرار دادن اپوکسی روی جوش.

نسب مخازن

لازم بود چهار مخزن قابل حرکت غیر فلزی نیز مجددا در شمال و جنوب خط لوله نسب شوند. درپوش مخازن بسته شد تا سبک باشند و روی سطح معلق گردند. سپس محلی که لازم بود آن ها نسب شوند مشخص شد، پس از آن غواصان درپوش مخازن را باز کرده و توسط رابط های عایق و واشرهای جدید آن ها را به یکدیگر متصل کردند تا غرق شوند. به آخرین مخزن در هر طرف، فلنج کوری نسب شد تا پیش از آزمایش فشار، کل سامانه عایق باشد.

آزمایش فشار و بازرسی نهایی

کارفرما درخواست آزمایشی با 225 پوند بر اینچ مربع فشار را صادر نمود، در این آزمایش نباید هیچ نشتی ایجاد می شد. آزمایش نشتی نشان داد که در قسمتی از سامانه، فشار در حال افت است. در منطقه ی پس از بسط ها فشار ثابت بود. در نهایت یک غواص بازرس، طول لوله و مخازن انتقالی و گویچه های انتهایی آن ها را مورد بازرسی قرار داد. از این غوص نیز فیلم برداری شد تا کارفرما مورد بازبینی قرار دهد.

[1] welding procedure specification

[2] welder performance qualification

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ٢:۳٠ ‎ب.ظ توسط امير حسيني كلورزي

سه‌شنبه ٢ آذر ،۱۳۸٩

Mailam India Limited

Mailam India Limited

شرکت Mailam India Limited در سال 1983 تاسیس شده و طی سالیان کاری خود انواع مختلفی از مواد مصرفی جوش را برای بهبود رفتار کاری قطعات حساس تحت شرایط کاری دشوار تولید نموده است.

محصولات این شرکت شامل موارد زیر میگردد:

- الکترودهای جوشکاری قوس دستی (SMAW) برای اتصال / سخت پوشانی (Hardfacing) و بازسازی (Reclamation).
- ورقهای ضد سایش برای کاربردهای مختلف از جمله صنایع فولاد، سیمان، نیروگاهی،معادن و تعمیر و نگهداری.
- سیمهای تو پودری (FCAW) برای اتصال و سخت پوشانی.
- سیمهای جوشکاری تحت گاز محافظ (GMAW).
- سیم و فلاکی جوشکاری زیر پودری (SAW).

مشخصات این محصولات را میتوانید از طریق کاتالوگهای زیر مشاهده فرمایید:

ورقهای ضد سایش کامپوزیت

Composite Wear Plates

سطح پوشانی، سخت پوشانی و ترمیم تجهیزات کارخانه فولاد

Surfacing, Hardfacing & Repairing of Steel Plant Equipment

سطح پوشانی و سخت پوشانی ریل ها

Surfacing, Hardfacing of Rails

سطح پوشانی غلطکهای فولادی

Surfacing Steel Mill Rolls

برای تهیه این مواد و یا کسب اطلاعات بیشتر با نماینده این شرکت آقای حسینی زاده به شماره 09166125506 تماس حاصل نمایید.

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۱٠:۱٢ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

دوشنبه ۱٥ شهریور ،۱۳۸٩

دانلود

Advanced Welding Processes By: John Norrish 2006	The Welding of Aluminium & its Alloys By: Gene Mathers 2002	Piping Systems & Pipeline ASME B31 Code Simplified By: Phillip Ellenberger

جزوه آموزشی "تکنولوژی پاشش حرارتی"	Welding Science & Technology By: Ibrahim Khan 2007	Welded Design,Theory & Practice By: John Hicks 2000

پوستر "محصولات در استانداردهای مختلف آمریکایی"	پوستر "استانداردهای اروپایی و بین المللی برای جوشکاری ذوبی"	Welding Technical Manual

Welding Techniques Indian Railways Institute 2006	جزوه دوره آموزشی WPS ، PQR و WQTبر اساس ASME Sec. IX کامران خداپرستی	Welding Inspection & Metallurgy API RP 577 2004

صفحه بعد

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۱٠:٥٤ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

یکشنبه ٧ شهریور ،۱۳۸٩

صفحه نخست

اخبار

معرفی خدمات

برگزاری دوره های بازرسی جوش سطح یک و دو بر اساس استاندارد AWS-QC1:2007 با مدرک بین المللی در خانه مهندسان جوان اهواز.

برگزاری گردهمایی مسئولین مراکز پرتونگاری صنعتی در مجتمع رفاهی- تفریحی خورشید وابسته به سازمان انرژی اتمی ایران، هجدهم آبان 89، تهران.

با اعتباری بالغ بر 41 میلیارد ریال، خطوط لوله صادراتی مناطق نفتخیز جنوب بازرسی فنی میشوند.

برگزاری یازدهمین کنفرانس ملی جوش و بازرسی، 4 و 5 آبانماه 1389، تهران.

فروش ویژه اقساطی دستگاه آلتراسونیک.

صرفه جویی 50 درصدی در جوشکاری سازه های صنعتی.

محقق ایرانی جوشکاری را بدون استفاده از دستگاه جوش و الکترود امکانپذیر کرد.

ساخت روبات جوشکار با قابلیت کار در خشکی و زیر آب.

---------------------------------------------------

برای دریافت اخبار صنعت جوش و بازرسی از طریق ایمیل و پیامک (SMS) بصورت رایگان مشخصات خود شامل نام، ایمیل، شماره همراه، مدرک تحصیلی، محل کار و سمت سازمانی را از طریق فرم تماس با ما ارسال نمایید.

------------------------------

آخرین مطالب علمی

معرفی کتاب

چگونه از کلید فولاد استفاده کنیم

فولاد طلایه دار تحولات قرن بیستم بوده است اما، نباید چنین پنداشت که عصر فولاد به پایان رسیده است. نود درصد تولید جهانی فلزات به فولاد اختصاص دارد و ویژگی منحصر به فردش درترکیب مشخصاتی مانند استحکام، چکش خواری، چقرمگی و قیمت ارزان، آن را بی جایگزین ساخته است. تولید جهانی 1344 میلیون تن (در سال 2007) دلیلی است بر این مدعا. با توجه به رو به رشد بودن صنایع کشور و افزایش ساخت و سازها در صنایع مختلف، امروزه شناخت و استفاده صحیح از استانداردهای مختلف فولادها به یک نیاز عمومی تبدیل شده است. ناگفته پیداست که تقریبا تمامی فعالان حوزه صنعت، گاهی نیاز دارند تا درباره نحوه مقایسه فولادها در استانداردهای مختلف، کاربردهای انواع مختلف آن و خواص شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی فولادها اطلاعاتی داشته باشند. برای پاسخگویی به این نیازها از دیرباز کتاب کلید فولاد در صنعت ما جایگاه ویژه ای داشته است و از این روی به مرجعی پر کاربرد برای صنعتگران و مهندسان تبدیل شده است. در این نوشتار با فراهم نمودن اطلاعات پایه سعی گردیده است تا شناخت و استفاده بهتر از قواعد و چارچوبهای تعیین شده کتاب "کلید فولاد"، امکان پذیر گردد. مخاطبین این نوشتار دانشجویان، مهندسان، کارشناسان و تمامی افرادی هستند که به نحوی با محصولات مختلف فولادی سر و کار دارند و نیاز دارند تا درباره کلید فولاد اطلاعاتی داشته باشند.

این موضوع، در ادامه مطلب تشریح شده است.

-------------------------------------------

بررسی وضعیت مقررات جوشکاری و بازرسی جوش در مبحث هفدهم مقررات ملی ساختمان

تعمیر یک خط لوله زیر آب

ترک گرم و نقش فریت در جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی

چگونه یک مدرک PQR را تهیه کنیم

استانداردهای آزمایشهای غیر مخرب در جوشکاری

الکترودهای تنگستن تریوم دار

بررسی سطح دانش ایمنی جوشکاران شهر اهواز

-------------------------------------------

فهرست کامل مطالب علمی

بازرسی فنی رنگ و پوشش های محافظ

انتشارات سنجش سپاهان

------

مترجم: تدوین و تالیف: محمود بهنام، شهرام علیرضایی

رنگ آمیزی یکی از متداولترین فرآیندهای پوشش دهی است که در اکثر فرآیندهای ساخت و تولید تجهیزات، ماشین آلات و قطعات صنعتی و کاربردهای غیر صنعتی دیده میشود. اهمیت کیفیت رنگهای اعمال شده و حجم زیاد رنگهای مصرفی در صنایع مختلف به لحاظ اقتصادی، لزوم بازرسی فنی رنگ و آشنایی با نکات پیرامون این موضوع را بیش از پیش مشخص میکند. یکی از مشخصه های ویژه این کتاب، تلاش در جهت افزایش و ارتقای سطح دانش تخصصی بازرسان فنی فرآیندهای آماده سازی سطوح و رنگ آمیزی و همچنین دانشجویان و متخصصان فعال در زمینه رنگ و پوشش میباشد.

تعداد صفحات: 269

مرکز پخش: شرکت مهندسی آزمون پرتو غرب

تلفن: 2278950 و 2278937 - 0311

---------------------------------

برای معرفی کتاب و یا نرم افزار های خود در این محل با ما تماس بگیرید.

پیشخوان

کنفرانس ها و همایش ها

صنعت جوش

شماره 30، دی 1389

جوشکاری

شماره 58، پاییز 1389

مهندسی جوش

شماره 37، پاییز ١٣٨٩

خبرنامه انجمن شرکتهای بازرسی فنی و آزمایشهای غیر مخرب

شماره 17، بهمن 89

نخستین همایش بازرسی و ایمنی در صنایع نفت و انرژی، 3 و 4 اسفند، تهران

اولین کنفرانس ملی آزمایش های غیر مخرب، 13 و 14 اردیبهشت 1390، تهران

دومین همایش بین المللی عملیات حرارتی، اردیبهشت 1390، اصفهان

دوازدهمین کنگره ملی مهندسی سطح، 20 الی 22 اردیبهشت 1390، اصفهان

دوازدهمین کنگره ملی خوردگی، 27 و 28 اردیبهشت 1390، تهران

تالارهای گفتگو

دانلود

تالار جوشکاران انگلیس

کلوپ مهندسی جوش

کلوپ بازرسی فنی

The Welding of Aluminium

MIG & TIG

Pocket Guide

2004 @ AFSA

-------------------------

آرشیو دانلودها

تصویر جوش

اطلاعات مفید

مشاهده

موضوع: بریدگی کنار جوش

تاریخ: 13 / 6 / 1384
محل: سایت یکی از کارخانجات تولیدی، بدنه یک مخزن

شرح: بریدگی کنار جوش یکی از عیوب شاهری جوش است که علی رغم سادگی برطرف کردن آن، درصورت عدم اصلاح میتواند بسیار خطرناک باشد. این عیب بدلیل شکل ظاهریش که شبیه به شیار است سبب کاهش ضخامت و افزایش تمرکز تنش در ناحیه پنجه جوش (Weld Toe) شده که مجموعه این عوامل ظرفیت بارگذاری قطعه را کاهش داده و میتواند منجر به شکست قطعه نیز گردد. بیشترین ریسک هنگامیست که نیروهای کششی عمود بر راستای جوش به قطعه اعمال شود.

دلایل ایجاد:
- آمپر بالا یا سرعت حرکت زیاد
- جوش نبشی با ولتاژ بالا و ساق بیش از 9 میلیمتر
-
حرکت موجی بیش از حد الکترود
- زاویه بد الکترود
- گاز محافظ نامناسب
- قطر الکترود بالا

----------------------------------------------------

گالری تصاویر جوش

بانک مشخصات فلزات پایه

بانک مشخصات الکترودها و سیم جوشها

محاسبه دمای پیشگرمایش

¤ نوشته شده در ساعت ۱۱:۱٤ ‎ق.ظ توسط امير حسيني كلورزي

شنبه ٢۳ امرداد ،۱۳۸٩

ترک گرم و نقش فریت در جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی

این مقاله قبلا در فصلنامه مهندسی جوش ، شماره 34 به چاپ رسیده است.

ترک گرم و نقش فریت در جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی

امیر حسینی کلورزی

www.weldeng.net

فولادهای زنگ نزن آستنیتی در حین جوشکاری بشدت مستعد ترک گرم میباشند. بدین منظور در اغلب موارد برای جوشکاری این فولادها از فلز پرکننده ای استفاده میشود که جوش حاصل از آن دارای مقداری فاز فریت باشد. فاز فریت در احتمال ایجاد ترک گرم در جوش فولادهای زنگ نزن آستنیتی نقش موثری ایفا میکند. فریت در مقایسه با آستنیت، ناخالصیهایی مانند گوگرد، فسفر، سرب و قلع را بهتر در خود حل میکند. این عناصر میتوانند از ساختار خارج شده و در مرزدانه ها فازهای ثانویه با دمای ذوب پایین تشکیل دهند که در خلال سرد شدن فلز جوش میتوانند ایجاد ترک گرم نمایند. این موضوع، در ادامه مطلب تشریح شده است.

در خلال انجماد معمولا فلز جوش منجمد شده ترکیب شیمیایی متفاوتی از فلز مذاب دارد. این تفاوت ناشی از اختلاف اکتیویته شیمیایی عناصر آلیاژی در حالت جامد و مذاب در یک غلظت مشخص میباشد. در نتیجه این پدیده، در قسمت جلوی جبهه انجماد یک لایه نازک مذاب با غلظت بیشتر یا کمتر عناصر موجود تشکیل میشود.

در سیستم Fe-Cr-Ni و خصوصا فولادهای زنگ نزن آستنیتی این پدیده بسیار پیچیده تر است. حلالیت برخی از عناصر مانند گوگرد، فسفر، سرب و قلع در فاز آستنیت بسیار پایین میباشد، در نتیجه در خلال انجماد و تشکیل فاز جامد آستنیت، لایه مذاب ذکر شده از این عناصر غنی میگردد. با پیشرفت انجماد، به نقطه ای میرسیم که تنها مقدار کمی مذاب بین دانه های منجمد شده باقی میماند که دراصل تشکیل دهنده مرزدانه ها است(شکل 1). اما این لایه مذاب دارای درصد بالاتری از عناصر ناخالصی مانند گوگرد است در نتیجه با تشکیل ترکیبات زود ذوب حاصل از این عناصر، دمای انجماد آن پایین تر از فلز زمینه میباشد. وجود چند صدم درصد سولفور آهن در مذاب باقیمانده بین کریستالها، دمای انجماد آنرا تا حدود 980 درجه سانتیگراد کاهش میدهد.

شکل1- تشکیل ترک گرم حین انجماد در جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی

از طرفی در حین سرد شدن، فلز پایه شروع به انقباض میکند و در اثر این انقباض یک تنش کششی به ناحیه جوش اعمال میگردد. اگر مقدار این تنش بیشتر از 1 bar باشد، باعث گسیختگی جوش از ناحیه لایه های مذاب باقیمانده بین دانه ها میشود. این موضوع متاثر از عامل نحوه انجماد و مقدار تنشهای انقباضی و یا به عبارت دیگر ضریب انقباض فلز جوش است.

اما در فاز فریت احتمال وقوع این مشکل بسیار کم است، چراکه از یک طرف مقدار حلالیت عناصر ناخالصی مزبور در فاز فریت بیشتر از آستنیت بوده و در نتیجه احتمال ایجاد فازهای زود ذوب ناشی از غنی شدن این عناصر در لایه های مذاب باقیمانده بین دانه ها بسیار کمتر خواهد شد. از طرف دیگر ضریب انبساط و انقباض فاز فریت تقریبا دو سوم فاز آستنیت بوده و به تبع آن تنشهای انقباضی ایجاد شده حین انجماد در آن نیز کمتر خواهد بود.

با توجه به توضیحات ارائه شده میتوان نتیجه گرفت در صورتیکه بتوان ترتیبی اتخاذ کرد که جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی در هنگام انجماد به فاز فریت تبدیل شود و یا به عبارت دیگر انجماد آن فریتی باشد، احتمال ایجاد ترک گرم بشدت کاهش خواهد یافت. برای توضیح بیشتر این موضوع از نمودار فازی آهن-کرم-نیکل در 72% آهن (شکل 2) استفاده میکنیم.

شکل 2- نمودار فازی آهن-کرم-نیکل در مقدار آهن 72%

همانطور که در شکل 2 ملاحظه میکنید، چهار آلیاژ با مقادیر مختلف کرم و نیکل در خلال انجماد در نظر گرفته شده اند. آلیاژ 1 دارای 12% کرم و 16% نیکل میباشد و انجماد آن با ایجاد فاز آستنیت آغاز شده و در انتها نیز ساختار آن کاملا آستنیتی خواهد بود. در آلیاژ 2 انجماد با فاز آستنیت آغاز شده و مقادیری فریت نیز در بین دانه ها ایجاد میشود. آلیاژ 3 عکس آلیاژ 2 رفتار کرده و انجماد با فاز فریت شروع شده و مقداری آستنیت نیز بین دانه ها ایجاد میگردد. اما آلیاژ 4 بطور کامل در فاز فریت منجمد میشود. شکل 3 ساختار این چهار آلیاژ را در زمان انجماد، بصورت شماتیک نمایش میدهد.

شکل 3- شماتیک ساختار چهار آلیاژ مشخص شده در شکل 2 حین انجماد

در حین سرد شدن ساختار هر سه آلیاژ 2،3 و 4 باید استحاله یافته و به آستنیت تبدیل شوند. اما این پدیده در حالت تعادلی اتفاق می افتد و احتیاج به زمان بالا و سرد شدن آهسته دارد. در جوشکاری بدلیل بالا بودن سرعت سرد شدن امکان تکمیل فرآیند استحاله وجود نداشته و همواره مقداری فریت در ساختار این آلیاژ ها باقی میماند. این مقدار فریت باقیمانده میتواند شاخص خوبی در انتخاب صحیح مشخصات جوشکاری در مورد کاهش ریسک ترک گرم باشد. شکل 4 میکروساختار چهار نمونه فوق را پس از سرد شدن و استحاله نشان میدهد.

شکل 4 - میکروساختار چهار آلیاژ مشخص شده در شکل 2 پس از سرد شدن

از مجموع موارد گفته شده میتوان به این نتیجه رسید که برای کاهش خطر ترک گرم در جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی باید فلز پرکننده جوش به گونه ای انتخاب شود که ترکیب فلز جوش حاصله بصورت فریتی منجمد شده و یا به عبارت ساده تر اینکه میزان فریت باقیمانده جوش از مقدار معینی بیشتر باشد.

مقدار فریت را میتوان بروشهای مختلفی تعیین نمود. بعنوان مثال میتوان آنرا طبق استاندارد ASTM E562 بر اساس نسبت حجمی مشخص کرد. هرچند که روش فوق دقیقترین روش است اما اجرای آن زمان بر بوده و هزینه بردار است. بهمین دلیل مقدار فریت اغلب از طریق استفاده از تجهیزاتی مثل سنجه (Gage) مغناطیسی یا فریت اسکوپ و یا بروش محاسباتی با استفاده از ترکیب شیمیایی فلز جوش تعیین میگردد. به این منظور، استاندارد AWS 4.2-91 دستورالعمل استانداردی تدوین نمود که به کمک آن میتوان اندازه فاز فریت دلتای موجود در فولاد زنگ نزن آستنیتی را با تکنیک خاص مغناطیسی اندازه گیری کرد.

در روش استفاده از آنالیز، مقدار فریت را میتوان بصورت درصد و یا بوسیله عدد فریتی (FN) نمایش داد. البته اغلب استفاده از عدد فریتی ترجیح داده میشود. عدد فریتی را میتوان با استفاده از نمودار دیلانگ (DeLong) و یا نمودار WRC-92 بدست آورد.

نمودار دیلانگ ابزار فوق العاده ایست برای تعیین فازها (مثلا مقدار فریت) در فلز جوش. باید این نکته را یادآور شد که نمودارها برای شرایط جوشکاری صادق است که فلز با سرعت نسبتا بالایی سرد میشود، نه برای شرایط ساخت فلز پایه که سرعت سرد شدن نسبتا کم است.

در این قسمت با کمک شکل 5 یک مثال از نحوه بکارگیری نمودار دیلانگ برای تعیین عدد فریتی جوش آورده شده است. اگر یک ورق از فولاد کربنی (نقطه 1) به یک ورق از فولاد زنگ نزن 316 (نقطه 2) با استفاده از الکترود AWS A5.4:E309MoL-17 (نقطه 5) جوشکاری شود، برای تعیین ساختار جوش حاصله بروش زیر عمل میشود:

شکل 5- نمودار دیلانگ و نحوه انتخاب فلز پرکننده

ابتدا دو نقطه 1 و 2 را که نشاندهنده محل قرارگیری دو فلز پایه در نمودار هستند، با یک خط مستقیم به یکدیگر متصل میکنیم. با فرض اینکه هردو فلز پایه بطور مساوی در جوش ذوب شوند، وسط این خط (نقطه 3) را مشخص میکنیم. اکنون خط دیگری از این نقطه به نقطه نمایانگر ترکیب الکترود در نمودار (نقطه 5) رسم میکنیم. با استفاده از این فرضیه که فلز جوش شامل 30% از فلز پایه و 70% از فلز پرکننده میگردد، نقطه 4 را که در محلی برابر 70% طول خط رابط نقاط 3 به 5 است، تعیین مینماییم. این نقطه آنالیز جوش نهایی را مشخص میکند که نشاندهنده عدد فریتی 6 برای این جوش است. از نمودار WRC-92 (شکل 6) نیز به همین روش میتوان استفاده کرد. البته در این مثال مقدار امتزاج فلز پایه 30% و برای هردو فلز پایه یکسان در نظر گرفته شده است که برای تعیین دقیقتر این مشخصات باید مقدار امتزاج واقعی محاسبه گردد. از آنجایی که هدایت حرارتی فولاد کربنی با فولاد زنگ نزن آستنیتی تفاوت زیادی دارد مسلما مقدار امتزاج ایندو در جوش به یک نسبت نخواهد بود. اما با این وجود این روش جواب قابل قبولی ارائه میدهد.

شکل 6- نمودار WRC-92

مقدار فریت کم (0-3 FN DeLong) جوشی تولید میکند که ممکن است تا حدودی به ترک گرم حساس باشد. برای جلوگیری از ترک گرم باید از فلز پرکننده ای با مقدار فریت نسبتا بالا استفاده شود.

در برخی کاربردها مانند کارخانه تولید اوره و کاربردهای دمای پایین، استفاده از فلز پایه و جوش کاملا آستنیتی الزامی است. در این حالت باید از فلز پرکننده آستنیتی کامل یا مقدار کم فریت مانند AWS A5.4:E308L-15، EN 1600: 18 15 3 LR و AWS A5.4:ERNiCrMo-3 استفاده شود. در این حالت حرارت ورودی باید در حداقل مقدار ممکن کنترل شود و امتزاج فلز پایه باید در کمترین حد نگاه داشته شود.

عدد فریتی 3-12 FN DeLong مقاومت خوبی نسبت به ترک گرم ایجاد میکند. تمام فلزات پرکننده آستنیتی استاندارد مانند AWS A5.4:E304L-17, E316L-17, E309MoL-17, E347-15 جوشهایی با عدد فریتی در محدوده فوق الذکر ایجاد میکنند. در نتیجه این فلزات پرکننده مقاومت خوبی نسبت به ترک گرم ایجاد میکنند. آزمایشات مختلفی برای تعیین ترکیب مناسب جهت کاهش احتمال ترک گرم انجام گرفته که نتایجی با اختلاف جزئی از آنها بدست آمده است. بعنوان مثال در سال 1972 میلادی MoisioT Suutala و Takalo رابطه بین نسبت کرم معادل به نیکل معادل، درصد وزنی گوگرد و فسفر موجود در فولاد و حساسیت فولاد نسبت به ترک گرم را برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی بصورت منحنی شکل 7 نمایش دادند.

شکل 7- رابطه بین ترکهای انجمادی و نسبت کرم معادل به نیکل معادل

همانگونه که در شکل 7 دیده میشود وقتی نسبت کرم معادل به نیکل معادل بیشتر از 5/1 باشد احتمال بروز ترکهای انجمادی کاهش میابد. با توجه به این موضوع میتوان مرز ناحیه حساس به ترک و ناحیه غیر حساس را توسط یک خط با شیب 5/1 در نمودار دیلانگ مشخص نمود (شکل 8).

شکل 8- مرز نواحی حساس و غیر حساس به ترک گرم (خط چین) در نموار دیلانگ

در مقادیر بالاتر از 12 FN DeLong ممکن است یک شبکه فریتی پیوسته در ساختار ایجاد شود که در برخی محیط ها میتواند باعث ایجاد خوردگی انتخابی گردد. هنگامی که قطعه تحت عملیات حرارتی قرار گیرد بسته به مدت زمان و دمای عملیات، تمام و یا قسمتی از فریت میتواند به فاز سیگما تبدیل شود. این پدیده مقاومت به خوردگی و چقرمگی قطعه را کاهش میدهد.

جوش فولادهای دوبلکس دارای فریتی در محدوده 25-65 FN WRC-92 میباشد. مزیت مهم این شرایط افزایش استحکام کششی و تسلیم قطعه است. شکل 9 ساختار یک فولاد زنگ نزن دوبلکس را با مقدار فریت 50 FN WRC-92 نشان میدهد.

شکل 9- میکروساختار با عدد فریتی 50 از نمودار WRC-92

مقدار فریت در جوش ایجاد شده به عوامل متعددی بستگی دارد. از جمله این عوامل میتوان به تکنیک جوشکاری، سرعت سرد شدن و مقدار امتزاج فلز پایه در جوش اشاره کرد. بعنوان مثال نفوذ مقدار قابل توجهی نیتروژن به ناحیه جوش، میتواند مقدار فریت جوش را از 8FN به 0FN کاهش دهد. طول قوس نامناسب میتواند باعث افزایش مقدار نیتروژن نفوذی به جوش گردد. در نتیجه تکنیک نامناسب جوش میتواند باعث کاهش مقدار فریت جوش گردد، بطوریکه با نفوذ 0.10% نیتروژن عددفریتی جوش، 8 واحد کاهش خواهد داشت. حتی در جوشهای چند پاسه و یا زنجیره ای، باید تغییرات میزان فریت را از هرپاس به پاس دیگر انتظار داشت. در نتیجه تعیین مقدار دقیق فریت باقیمانده در جوش تنها پس از اتمام جوشکاری و با روشهای دقیق متالورژیکی ممکن است. اما روشهای پیش بینی موجود نیز با تقریب قابل قبولی، در موارد طراحی و مهندسی بکار میروند.

مراجع:

1- Dr. -Ing Mittelstädt, "Current Welding Engineer's Knowledges", 2004, SLV Duisburg.
2- امیر حسینی کلورزی، "ترک گرم در جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی"، 1386، وبلاگ مهندسی جوش، www.weldeng.net .
3- Martin Larén, "Avesta Welding Manual", 2004, Avesta Welding AB.
4- امیر حسینی کلورزی، "فریت در جوش فولادهای زنگ نزن آستنیتی"، 1385، وبلاگ مهندسی جوش، www.weldeng.net .
5- مهرداد معینیان، "کلید جوشکاری"، جلد اول، 1380، انتشارات آزاده.
6- Chuck Meadows, "Ferrite in Austenitic Stainless Steel Weld Metal", Avesta Welding AB.
7- محمود حائری، "بررسی متالورژیک عیوب در جوشکاری"، 1377، موسسه فرهنگی و انتشاراتی اورس.

برای دریافت متن کامل مقاله با فرمت pdf میتوانید از لینک زیر استفاده نمایید.

پيام هاي ديگران ()

¤ نوشته شده در ساعت ۱٢:٠٩ ‎ب.ظ توسط امير حسيني كلورزي


		تماس با ما	نرم افزار	نويسنده	كتابخانه	آموزش	كلوپ مهندسي جوش	خانه