SPA (WPS)

• Daugeliui suvirinimo programų reikia suvirinimo procedūros aprašo SPA (WPS) – dokumento, kuriame nurodoma, kaip teisingai suvirinti ir esant poreikiui ištaisyti suvirinimo siūles. Tinkamai parašytas SPA (WPS) padeda išvengti nesusipratimų atliekant aukštos kokybės suvirinimo darbus (kokybiškos suvirinimo siūlės).
• Net kai darbams atlikti nereikia SPA (WPS), geriau jį sudaryti. Atliekant suvirinimo kokybės tikrinimą sutaupoma laiko, sumažėja defektų. SPA numatomi defektų šalinimo būdai (technologija) ir tt.  
• Suvirinimo procedūros aprašas – gali atrodyti sudėtingas (ypač pirmą kartą), bet susipažinus ir pasitelkus suvirinimo darbų atlikimui, tampa geru pagalbininku. Sužinokite daugiau apie šių dokumentų naudojimo pranašumus ir patarimus, kaip rašyti SPA (WPS).

• Kada reikalingas SPA (WPS)?
• SPA gali būti reikalingas pagal darbui naudojamą suvirinimo reikalavimą. Tai pavyzdžiui būdinga technologinių vamzdynų, magistralinių dujotekių, naftotekių ir produktotekių, degiųjų gamtinių ir suskystintų dujų vamzdynų, katilaų ir jų elementų, garotekių ir karšto vandens vamzdynų, naftos ir jos produktų talpyklų, slėginių indaų, keliamųjų įrenginių elementų ir metalinių konstrukcijų suvirinimui ir tt. SPA gali būti numatyta gamintojams, sutartyse su klientu. Net kai SPA nėra privaloma, SPA turėti yra gera praktika, padedanti užtikrinti nuoseklią suvirinimo procedūrą ir optimizuoti suvirinimo našumą.

• Dokumente aprašomi parametrai ir procesai, kurių reikia laikytis, norint sukurti kokybišką suvirinimo siūlę konkrečiai gaminio jungčiai. Sudėtingiems mazgams su skirtingomis jungtimis ir suvirinimo tipais gali prireikti kelių procedūrų. Išsami informacija dažnai apima: suvirinimo procesą, pridėtinio metalo tipą ir diametrą, suvirinimo eigos sekas, pakaitinimo ir tarpinio srauto temperatūras, vielos padavimo greitį, srovės stiprumą ir įtampą, šilumos įvedimo parametrus. Kuo išsamesnis SPA (WPS), tuo geriau.
• Tai taip pat padeda perteikti lūkesčius. Geros suvirinimo siūlės gali būti pagamintos esant žemo našumo arba didelio našumo parametrams. Siekiant maksimaliai padidinti suvirinimo operacijos ekonomiškumą, WPS gali apibūdinti parametrus, kurie ne tik užtikrina aukštą našumą, bet ir kokybę.
• Jei įmonė turi daug suvirintojų apyvartos, WPS aprašyta informacija gali padėti sutrumpinti  mokymosi  laiką ir užtikrinti nuoseklumą, nepaisant suvirintojo įgūdžių lygio. Suvirinimo nuoseklumas lemia ekonomiškumą – kuo greičiau užbaigiamos suvirinimo siūlės ir kuo mažiau reikia taisyti broką, tuo daugiau išlaidų sumažėja.
• Kai suvirinimo kodas apima iš anksto nustatytas procedūras, kurių bus laikomasi, tai nereikalaujama rašyti SPA (WPS). Išankstinės kvalifikacijos procedūros apibūdina patikrintus metodus ir parametrus tam tikroms suvirinimo programoms – beveik kaip sėkmės šablonas. Tik tuo atveju, jei suvirintojas turi nukrypti nuo iš anksto nustatytų diapazonų, procedūrą reikės pakartotinai kvalifikuoti.

• Kuo PQR ir WQR skiriasi nuo WPS?
  Kiekvieną kartą, kai yra WPS, taip pat bus procedūros kvalifikacijos įrašas (PQR), nebent programa naudoja iš anksto nustatytas procedūras. Šis dokumentas yra toks pat svarbus kaip ir WPS, nes jis palaiko suvirinimo procedūras ir pateikia bandymų rezultatus.
• Cheminė analizė ir mechaninis bandymas yra pagrindiniai PQR tyrimo rezultatai. Visa WPS pateikta informacija – amperų ir įtampos derinys, praėjimo sekos, užpildas, pagrindinės medžiagos ir suvirinimo siūlei gaminti naudojamos jungčių konstrukcijos – yra išbandyta siekiant užtikrinti, kad jie turi reikiamas chemines ir mechanines savybes. Tada šie rezultatai detalizuojami PQR, kuris sudaro diapazonų, kurie bus pateikti kiekvienam WPS kintamajam, pagrindu.
• Kitaip tariant, WPS išsamiai nurodo, kaip pagaminama kokybiška suvirinimo siūlė, o PQR rodo faktinius bandymus ir suvirinimo pagal šias specifikacijas rezultatus.
• Suvirintojo kvalifikacijos įrašas (WQR) yra kitas dokumentas, kuris gali būti įtrauktas arba neįtrauktas į WPS. Šis įrašas rodo, kad suvirintojas išbandė ir yra kvalifikuotas atlikti tam tikrų tipų suvirinimo siūles. Jis dažnai reikalingas tam tikriems kodams, pvz., AWS D1.1  konstrukcijų suvirinimo kodeksui – plieno . WQR turėjimas rodo, kad suvirintojas gali taikyti suvirinimo procedūros specifikaciją, kad pagamintų aukštos kokybės suvirinimo siūles.

• Kaip parašyti WPS
• Norint sukurti WPS, reikia atlikti tam tikrus tyrimus ir eksperimentuoti, kad būtų užtikrinta, jog įtraukiama informacija yra veiksminga konkrečiai programai. Yra išteklių, galinčių padėti. Rengdami WPS, atsižvelkite į šiuos tris patarimus.

• Nustatykite lūkesčius, kuriuos reikia atlikti suvirinimui.  Ar mechaninės savybės yra svarbiausias veiksnys? Pavyzdžiui, ar reikalingas atsparumas žemoje temperatūroje  ? Jei taip, suvirinimo procedūroje gali būti protinga nurodyti užpildo metalo prekės pavadinimą, o ne tik klasifikaciją, siekiant užtikrinti, kad reikalavimai būtų nuosekliai laikomasi. Jei produktyvumas yra svarbus veiksnys, atsižvelkite į parduotuvės įgūdžių lygį. Labai griežta suvirinimo kintamųjų kontrolė puikiai tinka pakartojamumui užtikrinti, tačiau dėl to sunku užtikrinti atitiktį.

• Atlikite keletą namų darbų. Vadovaukitės gamintojo rekomendacijomis, pvz., naudojamo suvirinimo užpildo metalo duomenų lapais. Jie dažnai nurodo priimtino veikimo diapazono minimumus ir maksimumus ir gali būti naudojami geriems paleidimo parametrams sukurti. Tačiau nepasikliaukite vien duomenų lapo diapazonais, nes norint, kad WPS būtų tinkamas, reikia išbandyti nustatymus, kad įsitikintumėte, jog jie tinka konkrečiai programai ir sąlygoms. Susipažinkite su užpildo metalo atitikties sertifikatu, kuriame bus nurodytos naudojamos dujos ir parametrai, jungties konstrukcija ir kiti veiksniai. Norint parašyti gerą WPS, taip pat svarbu suprasti proceso pobūdį ir norimą suvirinimo siūlę.

•  Tai apima keturių klausimų svarstymą:
• 1. Procesas ir suvirinimo greitis:  kai kurie procesai leidžia pasiekti didesnį judėjimo greitį dėl didesnio nusodinimo greičio – pavyzdžiui, viela su metaline šerdimi, palyginti su vientisa viela, arba viela su fliusu, palyginti su lazdele elektrodu. Tai gali pakeisti suvirinimo seką.
• 2. Jungties konstrukcija ir važiavimo greitis:  Lengva „važiuoti bala“ ir prasiskverbti, kai yra sandari šaknų anga su nedideliu nuožulniu kampu. Norint užtikrinti gerą suvirinimo kokybę, labai siauroms jungtims reikės didesnio važiavimo greičio. Siaura jungties konstrukcija taip pat turi įtakos vielos skersmens pasirinkimui. Storesnė viela užtikrina didesnį nusėdimą, bet gali per greitai užpildyti jungtį ir trukdyti tinkamai susilieti.
• 3. Suvirinimo padėtis ir važiavimo greitis:  paprastai operatorius turi išlaikyti gerą važiavimo greitį, kai suvirina vertikaliai arba virš galvos, nes per lėtai išlydytas metalas lašės. Didelio nusėdimo užpildo metalas, pvz., viela su metaline šerdimi, gali neveikti geriausiai vertikaliai aukštyn suvirinant, nes jame trūksta šlako, kuris palaiko suvirinimo balą, todėl norint išlaikyti tinkamą suvirinimo balą, reikia sumažinti vielos padavimo greitį. Renkantis procesus, atsižvelkite į suvirinimo padėtį ir būtiną judėjimo greitį.
• 4. Medžiagos tipas, palyginti su šilumos įvedimu:  tam tikroms medžiagoms reikia geriau kontroliuoti šilumos kiekį. Pavyzdžiui, didelio stiprumo mažai legiruoto plieno atveju dažnai reikia griežčiau kontroliuoti šilumos įvedimą ir išankstinio pašildymo / tarpinio praėjimo temperatūrą. Jei šilumos patekimas yra per didelis arba mažas, tai gali turėti įtakos suvirinimo kokybei (pavyzdžiui: vandenilio sukeltas įtrūkimas) arba mechaninėms savybėms, tokioms kaip  tempiamasis stipris  karščio paveiktoje zonoje.

Kodėl verta įdėmiai susipažinti su pridėtinių suvirinimo medžiagų aprašais?

• Kokias tinkamas apsaugines dujas naudoti? Kokioje padėtyje suvirinamas konkretus užpildas? Į šiuos ir kitus klausimus greičiausiai bus galima atsakyti pasikonsultavus su užpildo metalo duomenų lapu .
• Ir nors nėra pramonės standarto, ką gamintojai įtraukia į užpildo metalo duomenų lapus, šie dokumentai yra vertingi norint suprasti tinkamą suvirinimo laidų ir lazdelių elektrodų naudojimą. Nurodydami juos, suvirintojai gali užtikrinti, kad jie taiko tinkamus suvirinimo parametrus, kad suvirinimo kokybė ir produktyvumas būtų aukštas ir išvengtų brangių prastovų.
• Nurodymas užpildo metalo duomenų lapuose gali padėti suvirintojams užtikrinti, kad jie taiko tinkamus suvirinimo parametrus, kad suvirinimo kokybė ir našumas būtų aukštas ir išvengtų brangių prastovų. Suvirinimo operatoriai turėtų vadovautis geriausia praktika prieš suvirindami nauja viela arba elektrodu, susipažinti su užpildo metalo duomenų lapais. Yra dažnų klausimų, į kuriuos galima atsakyti greitai pasikonsultavus.
• Šie dokumentai taip pat gali būti labai vertingi suvirinimo inžinieriams, atsakingiems už suvirinimo siūlių projektavimą ir suvirinimo procedūrų kūrimą, taip pat kokybės kontrolės vadybininkams, kurie turi užtikrinti, kad suvirintojai tinkamai suvirintų siūles.
• Užpildo metalo duomenų lapus galima lengvai rasti gamintojų svetainėse, o kartais jie siunčiami produktų pakuotėse.
• Taigi, kokią informaciją jie pateikia?
• Pagrindinė informacija suvirinimo inžinieriams
  Suvirinimo inžinieriai yra atsakingi už suvirinimo siūlių ir jungčių konstrukcijos nustatymą, taip pat suvirinimo parametrus. Užpildo metalo duomenų lapai yra puikus šaltinis norint sužinoti apie užpildo metalo savybes ir charakteristikas, kad būtų galima pasiekti geriausių rezultatų. Suvirinimo inžinieriai taip pat gali pasikonsultuoti su atitikties sertifikatais, kuriuose pateikiama užpildo metalo bandymo informacija, pagrįsta medžiagos storiu ir tipu.
• Nors suvirinimo inžinieriai turi peržiūrėti visą informaciją, pateiktą užpildo metalo duomenų lape, yra keletas pagrindinių komponentų, į kuriuos jie turėtų atsižvelgti, įskaitant:
• Amerikos suvirinimo draugijos (AWS) klasifikacijos (arba vadovautis kitomis galiojančiomis klasifikacijomis) : kiekvienas užpildas turi būti išbandytas, siekiant patvirtinti, kad jis atitinka AWS nustatytas mechanines ir chemines savybes, kad būtų priskirtas specifinei klasifikacijai. Ši klasifikacija paprastai įtraukiama kaip nuoroda užpildo metalo duomenų lapo viršuje ir gali padėti suvirinimo inžinieriams, kai jie nurodo užpildo metalą tam tikrai suvirinimo konstrukcijai.
• Tipinė suvirinimo metalo chemija (chemijos padas): užpildo metalo gamintojai pateikia išsamią informaciją apie elementų, tokių kaip anglis, manganas, siera ir fosforas, lygį, kurį sukuria jų suvirinimo viela ir suvirintų siūlių elektrodai. Lygiai pagrįsti tam tikrų apsauginių dujų arba apsauginių dujų mišinio naudojimu ir lyginami su AWS specifikacijomis. Šis chemijos padas yra svarbus suvirinimo inžinieriams, nes užpildo metalo chemija turi būti suderinama su pagrindine medžiaga, kad būtų pasiekti geriausi rezultatai. Kai kuriais atvejais jiems gali prireikti užpildo metalo su didesniu ar mažesniu konkretaus elemento lygiu. Pavyzdžiui, norint sumažinti įtrūkimų riziką, reikia didesnio nikelio kiekio kritinėse srityse, kuriose reikalingas geras atsparumas smūgiams esant žemai temperatūrai.
• Charpy V formos įpjovos bandymas (čia parodyta įranga) suteikia suvirinimo inžinieriams atsparumą smūgiams, kurį užpildo metalas suteiks užbaigtam suvirinimui tam tikroje temperatūroje. Didelis sieros ir fosforo kiekis gali sukelti karštuosius įtrūkimus, todėl jų vertė turėtų būti maža, kad suvirinimo siūlės įtrūkimai kietėjimo metu sumažėtų.
• Tipiškas difuzinis vandenilis : Dujų chromatografijos bandymu gamintojai gali nustatyti difuzinio vandenilio lygį užpildo metale. Jie tai nurodo duomenų lape kaip vandenilio ml 100 gramų suvirinimo, remiantis apsauginėmis dujomis arba apsauginių dujų mišiniu. Šie duomenys yra vertingi, nes mažesni vandenilio kiekiai taip pat padeda sumažinti vandenilio sukeltą įtrūkimą.
• Mechaninės savybės: duomenų lapuose pateikiamas suvirinimo tempiamasis stipris ir takumo riba, išreikšta svarais kvadratiniame colyje (psi) ir megapaskaliais (MPa). Šios vertės pagrįstos suvirinimo mėginių, sukurtų naudojant užpildo metalą, bandymu . Šis bandymas taip pat suteikia pailgėjimo savybes procentais, rodančias plastiškumą. Visi trys turi atitikti AWS specifikaciją užpildo metalo klasifikacijai, todėl suvirinimo inžinieriai yra užtikrinti, kad gaminys bus pakankamai tvirtas ir lankstus.
• Tipinės Charpy V formos įpjovos smūgio vertės: Charpy V formos įpjovos bandymas suteikia suvirinimo inžinieriams tokį atsparumą smūgiams, kokį užpildo metalas suteiks užbaigtam suvirinimui tam tikroje temperatūroje. Atsparumas smūgiams – tai greitas smūgis, kurį suvirinimo siūlė gali atlaikyti prieš atsirandant įtrūkimams. Šios vertės, išreikštos pėdomis svarais ir džauliais užpildo metalo duomenų lape, paaiškina, kokį smūgį, pavyzdžiui, suvirinimo siūlė gali atlaikyti, esant 0, -20 ir -40 laipsnių Farenheitui.
• Pagrindai suvirintojams
  Pripildymo metalo duomenų lapus paprastai galima rasti šalia suvirinimo kameros kaip nuorodą suvirintojams. Kai kuri svarbi informacija, kuri yra svarbi suvirintojams ir kurią taip pat nurodo suvirinimo inžinieriai planuodami suvirinimo siūlių projektą, yra:
• Suvirinimo padėtys: Užpildai skirti suvirinimui visose padėtyse (įskaitant vertikalią aukštyn ir virš galvos) arba plokščioje ir horizontalioje padėtyje. Užpildo metalo duomenų lapuose su grafika nurodomas gaminio tinkamumas naudoti arba juose bus užrašytos pozicijos. Priklausomai nuo suvirinimo padėties, suvirintojai gali pasižiūrėti užpildo metalo duomenų lapą dėl rekomenduojamo srovės stiprumo, voltų ir vielos padavimo greičio.
• Apsauginės dujos : užpildams, tokiems kaip kietieji laidai su metalinėmis šerdimis ir dujomis ekranuoti fliusiniai laidai, reikalingos išorinės apsauginės dujos, kad apsaugotų išlydytą suvirinimo baseiną nuo atmosferos teršalų. Kai laidai yra formuojamos suvirinimo su 100% anglies dioksido (CO2), o kiti gali būti suvirinti tiek 100% CO2 ir CO kartu2 su argono balanso ar net argono ir deguonies mišinio. Šią informaciją pateikia užpildo metalo duomenų lapai; suvirintojams svarbu atkreipti dėmesį į nurodytas apsaugines dujas, nes jos tiesiogiai veikia lanko charakteristikas ir užpildo metalo suvirinamumą. Užpildo metalo duomenų lapuose taip pat pateikiamos apsauginių dujų srauto rekomendacijos.
• Srovės tipas: norint pasiekti geriausią suvirinimo našumą, reikia naudoti tinkamą tam tikro užpildo metalo poliškumą. Užpildo metalo duomenų lapuose bus nurodyta, ar suvirinimo laidas turi veikti nuolatinės srovės elektrodo neigiamu (DCEN arba tiesiojo poliškumo), kurio laidas jungiamas prie neigiamo maitinimo šaltinio gnybto, o ruošinys jungiamas prie teigiamo gnybto, ar nuolatinė srovė teigiamas elektrodas (DCEP arba atvirkštinis poliškumas). DCEP atveju suvirintojas naudoja priešingas jungtis – laidas jungiamas prie teigiamo maitinimo šaltinio gnybto, o ruošinys – prie neigiamo. Dėl lazdelių elektrodų lape bus paaiškinta, ar gaminį galima naudoti kintamos srovės (AC) suvirinimui kartu su nuolatine srove (DC).
• Užpildo metalo duomenų lapuose pateikiamos rekomendacijos dėl nustatymo ir suvirinimo parametrų, kad suvirinimo viela ar lazdelinis elektrodas veiktų geriausiai.
• Sandėliavimas ir atnaujinimas: Visi užpildai turi būti laikomi sausoje, uždaroje aplinkoje originalioje, nepažeistoje pakuotėje, kol bus paruošti naudojimui. Tačiau norint išlaikyti aukščiausią jų formą, reikia atsižvelgti į kitus elektrodus. Idealiu atveju jie turėtų būti laikomi orkaitėje rekomenduojamoje temperatūroje, kad būtų kuo mažiau drėgmės ir padėtų užtikrinti mažą vandenilio suvirinimo nuosėdų kiekį, kuris yra mažiau linkęs įtrūkti. Užpildo metalo duomenų lapuose bus nurodyti saugojimo temperatūros intervalai. Dokumente taip pat bus nurodyti atkūrimo parametrai, jei lazdelinis elektrodas ilgą laiką bus veikiamas atmosferos. Pavyzdžiui, lazdelės elektrodą prieš naudojant vieną ar dvi valandas gali tekti atnaujinti 500–800 laipsnių pagal Farenheitą temperatūroje.
• Metalo užpildo panaudojimas: Svarbu turėti informacijos apie užpildo savybes, suvirinamumą, savybes ir priežiūrą, tačiau gaminys taip pat turi būti tinkamai naudojamas. Užpildo metalo duomenų lapuose pateikiamos rekomendacijos dėl nustatymo ir suvirinimo parametrų, kad suvirinimo viela ar lazdelinis elektrodas veiktų geriausiai. Ši informacija yra atskaitos taškas. Suvirintojai ir suvirinimo inžinieriai gali nuspręsti, kad šiek tiek aukštesni arba žemesni parametrai geriausiai tinka naudoti.
• Remiantis vielos skersmeniu – dauguma laidų svyruoja nuo 0,035 iki 5/64 colių – suvirintojai gali pasižiūrėti užpildo metalo duomenų lapą, kad sužinotų rekomenduojamą srovės stiprumą amperais, voltus ir vielos padavimo greitį pagal suvirinimo padėtį, kurią jie naudos. Atitinkantys šiuos suvirinimo parametrus, daugumoje užpildo metalo duomenų lapų pateikiamas siūlomas kontaktinio galo ir darbo atstumas coliais ir milimetrais bei pasiekiamas nusėdimo greitis (svarai per valandą), kurį suvirintojai gali įgyti laikydamiesi šių parametrų (duoti arba paimti). srovės stiprumo reguliavimas ir pan.). Šios rekomendacijos yra pagrįstos užpildo metalo bandymu su 100 % CO 2 arba mišriomis apsauginėmis dujomis, kurios bus nurodytos duomenų lape.
• Norint pasiekti sėkmę, svarbu derinti tinkamus veikimo parametrus su suvirinimo procedūromis, įskaitant išankstinį pašildymą ir tarpo temperatūrą. Užpildo metalo duomenų lapuose nepateikiama išsami informacija apie šias temperatūras, nes jos skirsis priklausomai nuo medžiagos ir medžiagos storio. Tačiau daugelis užpildo metalo gamintojų siūlo techninę pagalbą ir gali padėti nustatyti geriausią temperatūrą, atsakyti į visus klausimus apie užpildo savybes arba išplėsti detales, pateiktas užpildo metalo duomenų lape.

Parengta pagal: https://www.hobartbrothers.com/news/