بازرسی جوش ساختمان وسازه(جلسه سوم)

G. کنترل تمیز کاری و حذف سرباره های جوش در بین لایه و پاس های جوشکاری:G

در صورت عدم تمیز کاری سرباره جوش در حین کار باعث مردود شدن اتصال جوشکاری شده در قسمت هایی نهایی خواهد شد و در نتیجه باعث تخریب اتصال و افزایش دوباره کاری ها می گردد .

H .بازرسی پیش گرم کردن و حفظ درجه حرارت بین پاسی در صورت لزوم:

جوشکاران مطابق دستورالعمل جوشکاری ارائه شده ملزم به رعایت دمای پیش گرم و حفظ این دما بین پاس های جوشکاران می باشند . چنانچه جوشکاری به صورت پیوسته و متوالی انجام گردد به علت عدم رعایت دمای بین پاسی ، علاوه بر سوختن عناصر آلیاژی فلز جوش و پیچیدگی اتصال ، خواص مکانیکی اتصال نیز به شدت کاهش می یابد . و اگر دمای پیش گرم (در صورت ضرورت داشتن ) رعایت نگردد ، منجر به ایجاد ترک در فصل مشترک بین جوش و ورق خواهد شد .معمولاً عملیات پیش گرم برای ورق های با کربن بالاتر از ۲۵ درصد و نیز برای ورق هایی با ضخامت بالا(۲۰mm) ضرورت پیدا می کند .اصولاً مطابق استاندارد ورق هایی که جوشکاری می شوند نباید دمای آنها از صفر درجه کمتر باشد ، در صورتی که دمای فلز کمتر از صفر درجه برسد بایستی تا ۲۵ درجه ساننتیگراد حرارت ببیند . بنابراین بازرسین بایستی به رعایت دمای اولیه ورق و نیز دمای بین لایه های جوش توجه داشته و کنترل نمایند .

بطور کلی جوشکاری در شرایط زیر مجاز نیست :

Ø زمانی که درجه حرارت محیط کار کمتر از ۱۸ درجه سانتیگراد باشد .

Ø زمانی که درجه حرارت فلز پایه کمتر از صفر باشد .

Ø زمانی که سطح کار مرطوب یا در معرض بارش باران یا برف باشد .

Ø زمانی که جوشکاری در معرض وزش باد با سرعت زیاد است .

Ø زمانی که پرسنل جوشکاری تحت شرایط غیر متعادل و سخت هستند .در صورتیکه دمای اطرف قطعه مورد جوشکاری از ۱۸ درجه سانتیگراد کمتر باشد ، انجام جوشکاری به کلی ممنوع است . در محیط با دمای ۰ تا ۱۸ درجه سانتیگراد با ایجاد چادر و سرپوش و گرم کردن درون آن می توان دمای محیطی مناسب (حدود ۵ درجه سانتیگراد ) برای جوشکار و جوشکاری فراهم نمود .

بازرسی بعد از جوشکاری

۱٫ ارزیابی خواص و کیفیت اتصال جوش داده شده

۲٫ ارزیابی مناسب بودن سازه جوش داده شده برای هدف تعیین شده ، انجام می گیرد

آزمایشات و بازرسی های اتصال جوش داده شده را می توان به دو گروه اصلی زیر تقسیم کرد که عبارتند از:

۱٫ آزمایشات مخرب

۲٫ آزمایشات غیر مخرب

آزمایشات غیر مخرب بر روی جوش :

هدف از انجام دادن این آزمایشات تشخیص عیوب مختلف در جوش (سطحی و عمقی ) می باشد ، بدون اینکه قطعه جوش داده شده غیر قابل استفاده شود . بسیاری از موارد با تشخیص عیوب می توان فلز جوش را در آن موضع برداشته و با رسوب مجدد ، اتصال کاملی بدست آورد . اغلب آزمایشات غیر مخرب با استفاده از خواص فیزیکی فلز به کمک وسایل و تجهیزات خاص برای کشف عیوب استفاده می شود . معمول ترین آزمایشات غیر مخرب که در بازرسی جوش استفاده می شوند عبارتند از :

۱- بازرسی چشمی (Visual Inspection ) :

یکی از ساده ترین و سریع ترین و کم خرج ترین روش برای کشف بعضی عیوب نظیر موارد زیر ، بازرسی چشمی می باشد که این آزمایش غالباً با دقت و با کمک انواع ذره بین با درشت نمایی ۵-۲۰ مرتبه انجام می گیرد .سطح جوش گوشه تا مقدار محدودی می تواند محدب یا مقعر باشد به استثنای عیوب مربوط به بریدگی پای جوش وجود سایر عیوب در دو انتهای جوش های منقطع ، خارج از طول موثر جوش مهم نمی باشد .جوش های شیاری ترجیحاٌ باید با حداقل تحدب اجرا شوند . در درزهای لب به لب یا اتصالات گونیا حداکثر تحدب برابر با ۳ میلیمتر می باشد و باید داری انتقال تدریجی با سطح فلز پایه باشد . در درزهای لب به لب در صورتیکه سطح هم تراز برای جوش مورد نظر باشد تحدب جوش بیش از ۱ میلیمتر باید برداشته شود .

عیوبی که می توان با بازرسی چشمی تشخیص داد عبارتند از :

Ø خلل و فرج هایی که به سطح جوش رسیده باشند .

Ø سوختگی و بریدگی کناره جوش و یا پر نشدن کامل درز جوش

Ø حفره انتهایی جوش همراه با سوراخ ناشی از انقباض حاصل از انجماد

Ø گرده جوش اضافی و یا سر رفتن فلز جوش

Ø موج های زیاد و مهره های ناموزون و خشن سطح جوش

Ø پاشش جوش ، جرقه و ترشح و یا لکه قوس

Ø ترکیدگی ها در جوش یا منطقه مجاور جوش که قابل تشخیص با چشم و یا به کمک ذره بین باشند

Ø جا بجا شدن ، تاب برداشتن و تغییر ابعاد اجزاء مورد جوش

۲- بازرسی به کمک مایعات نافذ (PT) :

بازرسی به کمک مواد نافذ از شیوه های غیر مخرب برای محل یابی معایب سطحی می باشد . این آزمایش برای فلزات غیر مغناطیسی نظیر فولاد زنگ نزن ، آلومینیوم ، منیزیم ، تنگستن و پلاستیک ها نیز قابل کارکرد است . آزمایش با مواد نافذ جهت تشخیص عیوب داخلی قابل استفاده نمی باشد .سطح مورد بازرسی باید در ابتدا از لکه های روغن ، گریس و مواد ناخالص خارجی تمیز شود . سپس ماده رنگی مورد نظر بر روی سطح پاشیده و در داخل ترک ها و سایر ناهمواری ها نفوذ می کند . رنگ اضافی از رو سطح پاک شده و سپس یک مایع فوق العاده فرار حاوی ذرات ریز سفید رنگ بر روی سطح پاشیده می شود . این ماده بنام ماده ظهور (ظاهر کننده ) خوانده می شود .تبخیر مایع فرار باعث بر جای ماندن گرد خشک سفید رنگ بر روی ماده قرمز رنگ نفوذ کرده در ترک ها می گردد و بر اثر عمل مویینگی ، ماده قرمز از ترک بیرون کشیده شده و پودر سفید کاملاً قرمز می شود . به همین جهت ترک مورد نظر به وضوح با این روش قابل شناسایی است .

مزایای روش (PT) :

۱٫ ساده بودن روش کار.

۲٫ بسیار ارزان است.

۳٫ بازرسی با مایع نافذ برای کلیه قطعات به هر شکل و هر اندازه قابل استفاده است .

۴٫ قطعات در حال کار را می توان در محل کار بازرسی کرد.

معایب روش (PT) :

۱٫ فقط برای عیوب سطحی بکار میرود .

۲٫ برای قطعاتی که دارای سطوح زبر و خشن هستند ، استفاده نمی شود .

عیوبی که می توان با بازرسی مایعات نافذ تشخیص داد عبارتند از :

۱٫ ترکهایی که به سطح قطعه رسیده باشند

۲٫ حفرات سطحی

۳٫ ذوب ناقص و یا عدم امتزاجهای سطحی

۳- بازرسی با ذرات مغناطیسی (Magnetic Particle Inspection) :

بازرسی با ذرات معناطیسی یکی از روش های ساده و سریع برای آشکار کردن بعضی عیوب سطحی غیر قابل رویت و یا کمی زیر سطح نظیر ترک های خیلی ریز ، ذرات سرباره محبوس نشده و خلل و فرج که در عمق زیادی قرار نداشته باشند ، است .در این روش از یک جریان قوی ایجاد کننده حوزه مغناطیسی در جوش استفاده می شود که پس از پاشیدن پودر ریز مغناطیسی شونده بر روی منطقه جوش ، اگر عیوبی در سطح یا لایه زیر سطح وجود داشته باشد موجب قطع نیرو و خطوط مغناطیس شده و منجر به تمرکز ذرات پودر در اطراف عیب می شود (یجاد قطب های مغناطیسی در دو طرف عیب ) . به این ترتیب اندازه ، شکل و موقعیت عیب مشخص می شود . طبیعی است که هر چه عیب در عمق پایین تری باشد نیاز به حوزه مغناطیسی قوی تر بوده و این تمرکز ذرات در سطح نا مشخص تر است .

مزایای روش ذرات مغناطیسی :

۱٫ عیوب سطحی و زیر سطحی تا عمق حداکثر ۷ میلیمتر را می توان بازرسی نمود .

۲٫ اغلب ضروری نیست که سطح قطعه با دقت تمیز کاری شود .

۳٫ با این روش می توان تقریباً پهنای عیب را حدس زد .

۴٫ ارزان قیمت است .

معایب روش ذرات مغناطیسی :

۱٫ فقط برای مواد فرومانتیک قابل استفاده است .

۲٫ همیشه بهتر است که میدان مغناطیسی عمود بر یوب باشد .

۳٫ بعضی مواقع لازم است یک قطعه را چندین بار مغناطیسی کنیم .

۴٫ بعد از عمل بازرسی باید مغناطیس زدایی انجام گیرد.

۵٫ مهارت و تجربه زیادی نیاز دارد.

۶٫ برای تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح کاربرد دارد .

عیوبی که می توان با بازرسی ذرات مغناطیسی تشخیص داد عبارتند از :

۱٫ ترکهای سطحی و زیر سطحی حداکثر تا عمق ۷ میلیمتر

۲٫ خلل و فرج و پروسیتی های نزدیک به سطح

۴- آزمایش با امواج صوتی یا رادیویی (Ultrasonic Testing) :

در این آزمایش ارتعاشات یا امواج فرکانس بالا ۲۰KH_Z-20MH_Z برای تشخیص موقعیت و اندازه عیوب سطحی و عمق نظیر خلل و فرج ، ترک ، سرباره محبوس شده ، نفوذ ناقص و حتی ضخامت جوش یا قطعه کار بکار می رود . این روش که بسیار حساس و دقیق است برای فلزات آهنی و غیر آهنی و حتی غیر فلزات (سرامیک و پلاستیک ) نیز قابل استفاده و دارای کاربرد می باشد . اصول کلی روش بدین ترتیب است که از عبور جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالا (یک میلیون سیکل در ثانیه ) از کریستال کوارتز ، انرژی الکتریکی به انرزی مکانیکی تبدیل می شود . در قسمت اول سیکل سطح کریستال منبسط شده و در نیم سیکل دیگر منقبض می شود و بدین ترتیب ارتعاش مکانیکی ایجاد می شود . اگر سطح صاف شده مورد آزمایش با این سطح منتشر کننده موج تماس حاصل نماید امواج به طور موثر از Probe به کار منتقل می شود . اگر کوچکترین عیبی در مسیر این امواج باشد ، تمام یا قسمتی از موج در برخورد با این عیب ، منعکس می شود و در روی صفحه کاملاً مشهود خواهد بود .اگر منحنی استانداردی که نشان دهنده فاصله یا زمان رفت و برگشت موج است در روی صفحه موجود باشد ، به راحتی می توان فاصله عیب را تا سطح نیز تعیین کرد .

مزایای روش Ultrasonic :

۱٫ با استفاده از این روش زیر سطح و داخل جوش و عمق ریشه شیار قابل شناسایی می باشد .

۲٫ قابل انتقال در هر موقعیت سازه جهت تست می باشد .

۳٫ دقت کار بالا است .

۴٫ نوع ، ابعاد و موقعیت عیب قابل شناسایی است .

معایب روش Ultrasonic :

۱٫ گران بودن تجهیزات و دستگاه .

۲٫ مهارت اپراتور باید زیاد باشد و نیاز به آموزش های خاص دارد .

۳٫ تمیز بودن و صاف بودن سطح محل آزمایش مهم است و در دقت کار اثر دارد .(بایستی محل آزمایش سنگ زده شود و از گریس یا روغن برای پر کردن ناهمواری ها و انتقال امواج صوتی استفاده شود .)۴٫ عیوبی که در راستای جهت انتشار امواج هستند با این روش به خوبی آشکار نمی شوند .

عیوبی که می توان با بازرسی التراسونیک تشخیص داد عبارتند از : ۱٫ خلل و فرج

۲٫ ترک

۳٫ سرباره محبوس شده

۴٫ نفوذ ناقص و ذوب ناقص

۵٫ خوردگی کنار جوش (ریشه undercut )

۶٫ ضخامت جوش یا قطعه کار

۶- رادیو گرافی (Radiographic Inspection) :پ

رتونگاری یکی از روش های آزمایش غیر مخرب می باشد که نوع و محل عیوب داخلی و بسیار ریز جوش را نشان می دهد . در این روش از دو نوع پرتو X و گاما را مورد استفاده قرار دهند . اشعه گاما به خاطر طول موج کوتاه خود می تواند در ضخامت های نسبتاً زیادی از مواد نفوذ کند ، در ضمن تابش اشعه به قطعه مورد پرتونگاری در مورد اشعه گاما نسبت به اشعه X بسیار طولانی تر می باشد . در آزمایش پرتونگاری یک عکس از وضعیت داخلی فلز جوش گرفته می شود . در حین عکس برداری ، فیلم در یک طرف و منبع پرتوزا (X یا گاما) در سمت دیگر قطعه قرار می گیرد . پرتو رادیویی در ضخامت فلز نفوذ کرده و پس از عبور از این ضخامت لکه ای بر روی صفحه فیلم ایجاد می کند . میزان جذب پرتوهای رادیویی توسط مواد مختلف متفاوت است . نفوذ گل ، حفره گازی ، ترک ها، بریدگی های کنار جوش و قسمت های نفوذ ناقص جوش ، تراکم کمتری نسبت به فولاد سالم دارند . بنابراین در حوالی این قسمت ها پرتو بیشتری به سطح فیلم می رسد و عیوب فلز جوش ، به صورت لکه های تاریکی بر روی فیلم ثبت می شوند . این شیوه پرتونگاری حضور معایب مختلف در فلز جوش و فلز پایه را مسجل کرده و اندازه ، شکل و محل آنها را ثبت می کند .

مزایای رادیوگرافی :

۱٫ برای بررسی عیوب عمقی موثر و مفید است .

۲٫ مواد فلزی آهنی و غیر فلزی را می توان رادیوگرافی کرد .

۳٫ محل عیوب و شکل ظاهری عیب را می توان در فیلم رادیوگرافی ملاحظه نمود .

۴٫ مستند سازی به صورت فیلم رادیوگرافی

معایب رادیو گرافی :

۱٫ گران بودن ابزار و وسایل کار

۲٫ نیاز به اتاق تاریک برای ظهور و ثبوت فیلم

۳٫ تنظیم دستگاه و تجهیزات زمان بر است

۴٫ حداکثر ۷۵ میلیمتر از عمق فولاد را می توان به طور موثر رادیوگرافی کرد .

۵٫ خطرات اشعه رادیو اکتیو است .

۶٫ عیوبی که عمود بر جهت انتشار امواج هستند با این روش به خوبی آشکار نمی شوند .

عیوبی که می توان با بازرسی رادیوگرافی تشخیص داد عبارتند از :

۱٫ خلل و فرج

۲٫ ترک

۳٫ سرباره محبوس شده

۴٫ نفوذ ناقص و ذوب ناقص

۵٫ خوردگی کنار جوش

۶٫ ضخامت جوش یا قطعه کار

معیارهای پذیرش عیوب مطابق استاندارد AWS D1.1 عبارتند از : کیفیت جوش تحت بار استاتیکی :

۱٫ جوش ترک نداشته باشد .

۲٫ ذوب کامل بین فلز جوش و فلز پایه و بین پاسها حاصل شده باشد .

۳٫ چاله جوش ها پر شده باشد .

۴٫ بریدگی کنار جوش طبق این شرایط قابل قبول است .- ضخامت ورق کمتر از ۲۵٫۴mm بریدگی نباید بیشتر از ۱mm باشد . در ۵۰mm از ۳۰۵mm طول جوش حداکثر مقدار بریدگی لبه جوش می تواند ۱٫۶mm باشد در ضخامتهای ورق های بیشتر از ۲۵٫۴mm عمق گودی نباید از ۱٫۶mm برای هر طول جوش افزایش می یابد .

۵٫ مجموع قطر حفره های قابل رویت (۱mm) یا بزرگتر بر روی سطح جوش در ۲۵٫۴mm طول جوش نباید از ۱۰mm تجاوز کند ، مجموع قطرها نباید در هر ۳۰۵mm طول جوش از ۱۹mm بیشتر باشد .

۶٫ اندازه جوش گلویی چنانچه در مجموع طول یک جوش از ده درصد آن تجاوز نکند ، می تواند به میزان ۱٫۶mm از اندازه واقعی آن کمتر باشد در جوش های جان و بال تیرها در دو طرف تیر طول معادل ، نباید کمتر از دو برابر پهنای آن باشد.

۷٫ در جوش های شیاری با نفوذ کامل اتصالات لب به لب عمود بر جهت تنش های حساب نشده ، نباید حفره های استوانه ای وجود داشته باشد . برای جوش های شیاری دیگر نیز حجم محدود حفره های ۱mm نباید از ۱۰mm در هر مورد جوش تجاوز کند و همینطور در ۳۰۵mm از ۱۹mm بیشتر باشد .

۸٫ بازرسی چشمی باید بلافاصله پس از سرد شدن تمام جوش در درجه حرارت محیط انجام پذیرد . معیار پذیرش برای ASTM در فولادهای A514 و A517 بازرسی چشمی پس از حداقل ۴۸ ساعت از اتمام جوشکاری انجام می گیرد

کیفیت جوش تحت بار دینامیکی

۱٫ جوش ترک نداشته باشد .

۲٫ ذوب کامل بین فلز جوش و فلز پایه و بین پاسها حاصل شده باشد .

۳٫ کلیه فرورفتگی های سطح مقطع جوش باید به طور کامل پر شوند ، مگر برای انتهای جوش های گوشه منقطع که بیشتر از طول موثر جوشکاری شده اند .

۴٫ عمق فرورفتیگی جوش در اعضاء ابتدایی که جوش عمود بر تنش برش و زیر هر بار طراحی قرار می گیرند، نباید از ۰٫۲۵mm تجاوز کند . برای حالات دیگر سقف مجاز ۱mm است .

۵٫ در هر ۱۰۰mm از طول جوش گوشه نباید بیش از یک مجموع تخلخل وجود داشته باشد و ماکزیمم قطر آن نباید از ۲mm تجاوز کند .­ استثناء برای جوش های گوشه ای که برای تقویت جان بکار می روند ، جمع قطر حفره ها نباید از ۱۰mm در هر ۲۵٫۴mm جوش و از ۱۹mm برای هر ۳۰۵mm در طول جوش تجاوز نماید .۶٫ اندازه جوش گلویی چنانچه در مجموع طول یک جوش از ۱۰ درصد تجاوز نکند می تواند به میزان ۱٫۶mm از اندازه واقعی آن کمتر باشد . در جوش های جان و بال تیرها و در دو طرف تیر طول معادل نباید کمتر از دو برابر پهنای آن باشد .۷٫ در جوشهای با نفوذ کامل اتصالات لب به لب عمود بر جهت تنش های محاسبه شده نباید هیچ حفره کرمی شکل وجود داشته باشد و در همه جوش های لب به لب دیگر در هر ۱۰۰mm از طول جوش گوشه حداکثر یک مجموعه تخلخل مجاز است و ماکزیمم قطر آن نباید از ۲mm تجاوز کند . 

برگرفته از سایت شرکت آرون صنعت

کاربر گرامی ادامه این جلسات را در روزهای آینده در سایت ما بخوانید