ข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อมมาตรฐานใหม่ (WPS) สำหรับการเชื่อมโลหะต่างชนิดกัน (เช่น สแตนเลสกับเหล็กกล้าคาร์บอน) ในระบบ piping

ข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อมใหม่ (WPS) สำหรับการเชื่อมต่อโลหะต่างชนิดในระบบ piping

1.0 ขอบเขตและบทบาท

นี้ ข้อกำหนดขั้นตอนการเชื่อม (WPS) กำหนดพารามิเตอร์ที่ได้รับการรับรองสำหรับการเชื่อมต่อ สเตนเลสแบบออสเทนไนติก (เช่น 304/316/L) กับ เหล็กกล้าคาร์บอน (เช่น A106 Gr.B, A516 Gr.70) ในระบบ piping ขั้นตอนการเชื่อมนี้ครอบคลุมถึงความท้าทายทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับ การเชื่อมโลหะต่างชนิด (DMW) , รวมถึงการขยายตัวจากความร้อนที่แตกต่างกัน การเคลื่อนย้ายคาร์บอน และการจัดการความเครียดคงเหลือ

2.0 วัสดุพื้นฐาน

2.1 ชุดวัสดุที่ผ่านการรับรอง

2.2 ช่วงความหนาของวัสดุ

• กว้างท่อ : ½" NPS ถึง 48" NPS

• ความหนาของผนัง : 1.6 มม. ถึง 50 มม.

3.0 การเลือกวัสดุประสาน

3.1 วัสดุประสานที่แนะนำ

ตาราง: การเลือกโลหะเติมตามสภาพการใช้งาน

3.2 ข้อพิจารณาเกี่ยวกับโลหะเติม

• การควบคุมการอพยพของคาร์บอน : ลวดเชื่อมนิกเกิล-โครเมียมสูงช่วยป้องกันการแพร่ของคาร์บอน

• การจัดการการเจือจาง : ต้องการการเจือจางขั้นต่ำ 30% เข้าสู่ด้านเหล็กกล้าคาร์บอน

• การควบคุมเฟอไรต์ : 5-12 FN (Ferrite Number) เพื่อป้องกันการแตกร้าวขณะแข็งตัว

4.0 การออกแบบและเตรียมข้อต่อ

4.1 การกำหนดค่าร่วมมาตรฐาน

ร่องเดี่ยวแบบวี (Single-V Groove) มีมุมเอียง 37.5° หน้าราก 1.6 มม. และช่องว่างราก 3.2 มม.

4.2 ข้อกำหนดในการเตรียมการ

• ด้านสแตนเลสสตีล : ทำความสะอาดทางกลเท่านั้น ห้ามมีการปนเปื้อนจากเหล็กกล้าคาร์บอน

• ด้านเหล็กกล้าคาร์บอน : กำจัดสนิม สเกล และสีให้หมดภายในระยะ 25 มม. จากตำแหน่งเชื่อม

• การประกอบชิ้นงาน (Fit-up) : การเบี่ยงเบนสูงสุดไม่เกิน 1.6 มม. หรือ 10% ของความหนาผนัง แล้วแต่ค่าใดจะน้อยกว่า

5.0 พารามิเตอร์เทคนิคการเชื่อม

5.1 กระบวนการเชื่อม: GTAW (Root) + SMAW (Fill/Cap)

ตาราง: พารามิเตอร์การเชื่อมตามตำแหน่ง

5.2 ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สำคัญ

• ทิศทางการเชื่อม : ทิศทางการเชื่อมควรชี้ไปยังด้านเหล็กกล้าคาร์บอน

• การวางแนวเชื่อม : ให้วางโลหะเชื่อมไว้ที่ด้านเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นหลัก

• อุณหภูมิระหว่างการเชื่อม : สูงสุด 150°C อุณหภูมิต่ำสุด 16°C

• การตีด้วยลูกปืน : อนุญาตให้ทำการตีด้วยลูกปืนเบาๆ ระหว่างผ่านช่วงกลาง

6.0 อุณหภูมิเริ่มต้นและอุณหภูมิระหว่างการเชื่อม

6.1 ข้อกำหนดอุณหภูมิเริ่มต้น

6.2 การควบคุมอุณหภูมิระหว่างการเชื่อม

• สูงสุด : 150°C สำหรับทุกความหนา

• น้อยที่สุด : สูงกว่าอุณหภูมิเริ่มต้น 10°C

• การตรวจสอบ : ต้องตรวจสอบอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องสำหรับชิ้นงานที่มีความหนามาก

7.0 การบำบัดด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT)

7.1 ข้อกำหนดของ PWHT

ตาราง: พารามิเตอร์ PWHT ตามประเภทวัสดุ

7.2 ข้อพิจารณาด้าน PWHT

• หลีกเลี่ยงการเหนี่ยวนำ : รักษาอุณหภูมิไว้ต่ำกว่า 425°C สำหรับสแตนเลสเกรด 300

• การอพยพของคาร์บอน : PWHT เร่งการแพร่ - ลดเวลาที่อุณหภูมิให้น้อยที่สุด

• การถอดอุปกรณ์ยึด : ทำการ PWHT ก่อนการถอดอุปกรณ์จัดแนว

8.0 การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDE)

8.1 วิธีการตรวจสอบที่กำหนด

• การตรวจสอบด้วยสายตา 100% : VT ตามมาตรฐาน AWS D1.1

• การตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์ : RT ตาม ASME Sec V Art 2

• การตรวจสอบด้วยของเหลวซึมผ่าน : PT บนรอยเชื่อมชั้นรากที่เข้าถึงได้

8.2 เกณฑ์การยอมรับ

• ความพรุน : สูงสุดเส้นผ่าศูนย์กลาง 3.2 มม., ระยะห่างระหว่างรอยบกพร่อง 6 มม.

• ร้าว : ไม่อนุญาตให้มีเลย

• การหลอมรวมไม่สมบูรณ์ : ไม่อนุญาตให้มีเลย

• รอยบกพร่องใต้ร่องเชื่อม (Undercut) : ความลึกสูงสุด 0.8 มม., 0.5 มม. สำหรับงานที่มีการใช้งานแบบเป็นรอบ

9.0 บันทึกคุณสมบัติขั้นตอนการเชื่อม (PQR)

9.1 การทดสอบที่ต้องทำ

• การทดสอบแรงดึงในแนวนอน : ความแข็งแรงขั้นต่ำเท่ากับโลหะฐานที่อ่อนกว่า

• การทดสอบการดัดที่รากและหน้า : อย่างน้อย 4 ตัวอย่าง

• การตรวจสอบโครงสร้างแมโคร : การตัดขวางกัดกร่อน

• การสำรวจความแข็ง : การทดสอบความแข็งวิคเกอร์สตลอดแนวเชื่อม

9.2 ข้อจำกัดของความแข็ง

• โลหะเชื่อม : ≤ 225 HV

• เหล็กกล้าคาร์บอน HAZ : ≤ 240 HV

• HAZ สแตนเลส : ≤ 220 HV

10.0 ข้อพิจารณาด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

10.1 ข้อกำหนดด้านการระบายอากาศ

• ระบบดูดควันในที่ทำงาน : จำเป็นต้องมีสำหรับการเชื่อมทุกประเภท

• ระบบดูดควัน : บังคับใช้สำหรับการเชื่อม SMAW

• การตรวจสอบคุณภาพอากาศ : จำเป็นต้องใช้สำหรับการเชื่อมในพื้นที่จำกัด

10.2 การจัดการวัสดุ

• การแยกสแตนเลส : ป้องกันการปนเปื้อนจากเครื่องมือเหล็กกล้าคาร์บอน

• การเก็บวัสดุสิ้นเปลือง : ต้องเก็บ ER309L ไว้ในบรรจุภัณฑ์เดิมจนกว่าจะนำมาใช้

• ความสะอาด : ต้องทำความสะอาดด้วยแอลกอฮอล์สำหรับพื้นผิวสแตนเลส

11.0 ข้อจำกัดและข้อห้ามของขั้นตอน

11.1 ข้อห้ามของกระบวนการ

• ห้ามตัดด้วยแก๊สออกซิ-เชื้อเพลิง บนขอบที่เตรียมไว้

• ห้ามใช้การกัดด้วยอาร์กคาร์บอน บนด้านสแตนเลส

• อย่างน้อย 3 รอบ สำหรับความหนาผนัง > 12 มม.

11.2 ข้อจำกัดในการให้บริการ

• ไม่ผ่านการรับรอง สำหรับงานบริการอันตราย โดยไม่ต้องทดสอบเพิ่มเติม

• ข้อจำกัดเรื่องอุณหภูมิ : -29°C ถึง 425°C

• ข้อจำกัดของค่า pH : ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีสารกัดกร่อนอุณหภูมิสูงกว่า 50°C

12.0 คู่มือวิเคราะห์ปัญหา

12.1 ปัญหาที่พบบ่อยและวิธีแก้ไข

13.0 บันทึกและเอกสาร

13.1 เอกสารที่ต้องใช้

• Wps : เอกสารข้อกำหนดนี้

• PQR : บันทึกการรับรองขั้นตอนที่สนับสนุน

• WPQ : คุณสมบัติรับรองความสามารถของช่างเชื่อม

• รายงานการตรวจสอบโดยไม่ทำลาย : ผลการตรวจสอบทั้งหมด

• แผนภูมิการอบความร้อน : การบันทึกอย่างต่อเนื่องสำหรับการอบความร้อนหลังการเชื่อม

13.2 ระยะเวลาการเก็บรักษา

• อย่างน้อย 5 ปี สำหรับข้อมูลทั้งหมด

• ตลอดอายุการใช้งานของสถานประกอบการ สำหรับการใช้งานที่สำคัญต่อความปลอดภัย