دستورالعمل جوشکاری WPSوPQR چیست؟

اصلاً WPS جوشکاری چیست؟ و چرا مهم است؟

از ابتدای قرن ۲۰‌ام میلادی که جوشکاری به عنوان یک روش نوین و سریع برای ساخت قطعات معرفی شد با مزیت‌های فوق‌العاده‌ایی که نسبت به ساخت سازه‌ها با پرچ و پیچ و مهره داشت به‌سرعت محبوب شد و باعث شد که ساخت قطعات با سرعت زیادتری انجام شود. امـا این ابتدای مسیر بود چرا که صنعتگران بــه زودی متوجه شده‌اند اتصالات جوشی بر خلاف اتصالات پین و پرچ می‌توانند از بازه کیفیتـــی ضعیف تا بسیار خوب تفکیک شوند. و در برخی از سازه‌های صنعتی که با روش جوشکاری ساخته شده بودند، شکست اتصالات جوشی سبب خسارات‌های مالی و جانی بسیاری شدند.

از آنجایی که این مسئلـه غیر قابل توجیه بود صنعتگران و محققان سعی کردند پارامتر‌های متغیر جوش را مورد ارزیابی قرار بدهند و آنهـا را به‌نحوی دسته‌بندی کنند که با رعایت آن‌ها بتوان به کیفیت یکسانی در جوش رسید.

برای مثــال اگر جوشکاری را معادل آشپزی در نظر بگیــریم، WPS جوشکاری معادل دستور پخت غذا است و همانطور که ما انتظار نداریـم با دستور پخت خورشت قورمه سبزی به جوجه کباب برسیــم اگر WPS جوشکاری بدرستـی توسط فرد باتجربـه تهیــه شده باشد به یک جوش با کیفیت خواهیم رسید. لذا در این مسیر استاندارد‌هایی تدوین شد.

استاندارد‌های جوشکاری برای اجرای یک جوش با کیفیت

پس نتیجـــه می‌گیریم که برای رسیدن رسیدن به یک جوش با کیفیت و تکرار‌پذیر استفاده کردن از WPS جوشکاری یا دستور العمل جوشکاری غیر قابل اغماض است.

از اولین مؤسسه‌هایی که سعی در تدوین استاندارد‌های لازم برای جوشکاری کرد، انجمن مهندسین مکانیک آمریکا ASME بود [ انواع استاندارد‌های مهندسی مکانیک را مطالعه کنید ] که برای انجام جوشکاری، طبق راهنمــای استاندارد ASME بخش IX نیاز به اطلاعات زیر داریم.

لازم به ذکر است که این اطلاعات به عنوان بخشی از اطلاعات لازم برای طراحی و ساخت مخازن تحت فشار می‌باشد که به شرح زیر است:

۱) دستور العمل جوشکاری (WPS)

۲) نتایج کیفیت دستورالعمل (PQR)

۳) صلاحیت عملکردی جوشکاری (WPQ)

دستور العمل جوشکاری یا WPS چیست؟!

دستور العمل جوشکاری یا WPS که مخفف کلمه انگلیسی Welding Procedure Specification است، یک راهنمای الزام‌آور برای انجام جوشکاری است. به‌عبارت دیگر هدف از تنظیم WPS مشخص کردن روش جوشکاری می‌باشد.

جوشکاری یک فرآیند تولید خاص است و همین خاص بودن آن سبب می‌شود که حین عملیات تولید برای ما مهم و حائز اهمیت باشد و در حقیقیت مراحل حین تولید را با دستور العمل جوشکاری یا WPS جوشکاری مشخص می‌کنیم.

دستور العمل جوشکاری یا WPS، جوشکار را برای رسیدن به یک سازه جوشی با کیفیت مطابق با استاندارد‌های تعیین شده، کمک می‌کند و هدف از تهیه WPS ارائه یک راهنمای مطمئن و تکرار‌پذیر به جوشکار، برای انجام جوشکاری می‌باشد.

هر WPS مطابق با یک نوع جنس ماده و یک نوع روش جوشکاری تهیه می‌شود و در ادامه خواهیم گفت که کدام پارامتر‌ها در جوشکاری پارامتر‌های اساسی هستند و در صورتی که عوض بشوند، دیگر WPS قبلی قابل استفاده نیست.

اعتبار WPS از کجا مشخص می‌شود؟

اعتبار WPS از کجا مشخص می‌شود؟ اجازه بدهید قبل از پاسخ به این سؤال، پرسش دیگری را مطرح کنم، اعتبار پول ملی ما چیست؟ خب‌ امیدوارم که توانسته باشم کمی قضیه را روشن کنم، اعتبار پول هر کشوری بطور کلی به پشتوانه سرمایه آن کشور اعم از ذخیره طلا، تولیدات ناخالص و…. است. خب حال برگردیم به سر بحث اصلی خودمان، اعتبار WPS از نمونه‌های آزمایشی که قبلاً با همین دستور العمل جوشکاری، جوش داده شده‌اند می‌آید. به‌عبارت دیگر در ابتدا یک WPS اولیه یا مقدماتی نوشته می‌شود سپس با استفاده از تست نمونه یا تست کوپن در آزمایش‌های مختلف، اعتبار دستور العمل جوشکاری نوشته شده مشخص می‌شود. که دو حالت دارد.

۱) جوش ایجاد شده با WPS اولیه، تست‌های مربوطه را پاس می‌کند، که در این حالت WPS تائید می‌شود.

۲) جوش ایجاد شده با WPS اولیه، تست‌های مربوطه را پاس نمی‌کند، که در این حالت WPS اولیه باید اصلاح شود و دوباره تست‌های مربوطه، انجام شود.

به نتایج حاصل از کوپن یا قطعه تست که با یک WPS جوشکاری مشخص تست شده است PQR یا نتایج کیفیت دستورالعمل جوشکاری که مخفف کلمه انگلیسی Procedure Qualification Record است، گفتــه می‌شود. بعبارت دیگر PQR یک دستور العمل برای تست قطعه جوشکاری شده است، که بستگی به استاندارد مربوطـــه می‌تواند تعدادی از تست‌های رایج مکانیک مانند: تست خمش، تست ضربه، تست سختی و…. باشد.

دستور العمل جوشکاری یا WPS دارای چه اطلاعاتی است؟!

همانطور که قبلاً اشاره شد WPS یک راهنمای الزام‌آور برای انجام جوشکاری است، پس انتظار می‌رود کلیه پارامتر‌های تأثیر‌گذار بر جوش، در دستور العمل جوشکاری موجود باشد.

دستور العمل جوشکاری شامل اطلاعاتی مانند: نوع فرآیند جوشکاری (جوشکاری الکترود دستی SMAW، جوشکاری تیگ TIG، جوشکاری با گاز محافظ CO۲، جوشکاری زیرپودری، جوشکاری توپودری و …. )، نوع اتصال قطعات جوشکاری به هم (اتصال لب به لب، لب روی هم، سپری و…. )، نوع جوش در آن اتصال (جوش شیاری یا گوشه)، وضعیت جوشکاری (تخت، افقی، قائم و زیر سقفی)، نوع آماده‌سازی لبه‌ها (پخ Vشکل، پخ U شکل و… )، جنس فلزات پایه Base Material و نوع فلز پر‌کننده، دمای پیش گرم، دمای پسگرم (PWHT)، گاز محافظ جوشکاری مورد استفاده در فرآیند‌های جوشکاری با گاز محافظ، قطبیت جریان (AC، DCEP، DCEN) نوشته می‌شود.

جوشکار موظف است طبق همین دستور العمل جوشکاری، جوشکاری کند و بازرس جوش باید بر نحوه اجرای آن نظارت کند تا جوش با کیفیتی حاصل شود.

دستور العمل جوشکاری یا WPS با چه مبنایی تهیه می‌شود؟!

استاندارد‌هایی که طبق آن WPS جوشکاری تدوین می‌شود، بر اساس استاندارد‌های بین اللملی تدوین می‌شود، تعدادی از این استادندارد‌های بشرح زیر است:

انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)

انجمن نفت و گاز آمریکا (API)

سازمام بین اللملی استاندارد (ISO)

انجمن جوشکاری آمریکا (AWS)

استاندارد AWS D۱.۱: استاندارد AWS D۱. ۱ یک استاندارد جامع و خوب برای تدوین دستور العمل جوشکـاری فولاد‌های ساده کم کربن و فولاد‌های کم آلیاژ است.

استاندارد AWS D۱.۲: برای برای تدوین دستور العمل جوشکاری آلومینیوم بکار می‌رود.

استاندارد AWS D۱.۳: برای تدوین دستور العمل جوشکاری ورق‌های فولادی ۵ میلیمتر و کمتر از آن بکار می‌رود.

استاندارد AWS D۱.۶: برای تدوین دستور العمل جوشکاری فولاد‌های زنگ نزن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استاندارد ASME Section IX: برای تدوین دستور العمل جوشکاری مخازن تحت فشار و بویلر‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استاندارد API ۱۱۰۴: برای تدوین دستور العمل جوشکاری خطوط لوله انتقال نفت و تأسیسات وابسته آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نتایج کیفیت دستور العمل یا PQR چیست؟!

همانطور که در بالاتر اشاره کردیم، نتایج کیفیت دستور العمل یا PQR که مخفف کلمه انگلیسی Procedure Qualification Record می‌باشد، بصورت خلاصه به نتایج تست‌های فوق که با آن WPS تائید می‌شود، PQR گفته می‌شود. به عبارت دیگر نتایج تست نمونه جوشکاری شده با یک WPS مشخص است.

مدرک تأیید صلاحیت جوشکار WPQ چیست؟!

بعد آنکه با انجام تست تائید PQR، دستور العمل جوشکاری یا WPS تائید شد به یک جوشکار با مهارت لازم برای انجام جوشکاری نیاز داریم برای این منظور باید از مهارت جوشکاری برای انجام آن مطمئن گردیم برای همین منظور یک نمونه یا کوپن مشابه سازه اصلی که قرار است جوشکاری شود به جوشکار داده می‌شود تا آن را مطابق WPS تائید شده جوشکاری کند و سپس جوش تست می‌شود و اگر آزمایش‌های مختلف را پاس کرد، جوشکار صلاحیت انجام جوش را دارد و فردی که در آزمون قبول شده است جوشکار تائید صلاحیت شده گفته می‌شود. به عبارت دیگر مرحله آخر برای رسیدن به یک جوش با کیفیت با داشتن WPQ تائید صلاحیت جوشکاری قابل دستیابی است.

تائید صلاحیت جوشکاری یا WPQ مخفف کلمه انگلیسی Welder Performance Qualification است و گاهی در برخی از استاندارد‌ها و راهنما‌های جوشکاری ممکن است از عبارت‌هایی مانند WQR و WQT استفاده کنند که مشابه WPQ می‌باشد.

WQR که مخفف عبارت Welder Qualification Record است به معنای نتایج ارزیابی جوشکار است و WQT که مخفف عبارت Welder Qualification Test Record است به معنای گزارش ارزیابی یا تأیید صلاحیت جوشکار است.