QUY TRÌNH HÀN INOX ASTM A240 Gr.304/304L THEO WPS-GASTECH-03

2026-08-20 11:08:57 - 5 lượt xem

Quy trình hàn là tài liệu kỹ thuật dùng để kiểm soát phương pháp, vật liệu và các thông số trong quá trình chế tạo mối hàn. Đối với inox ASTM A240 Gr.304/304L, việc áp dụng đúng quy trình hàn giúp kiểm soát chất lượng mối nối, độ ổn định của quá trình hàn và khả năng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của dự án.

Theo hồ sơ PQR-GASTECH-03 và WPS-GASTECH-03, quy trình này áp dụng cho thép không gỉ ASTM A240 Gr.304/304L hoặc tương đương, sử dụng kết hợp GTAW và SMAW cho liên kết hàn giáp mối. Hồ sơ PQR được thực hiện và kiểm tra theo yêu cầu Section IX của ASME Boiler and Pressure Vessel Code.

1. Phạm vi áp dụng của quy trình hàn

Quy trình hàn GASTECH-03 áp dụng cho:

Vật liệu cơ bản: ASTM A240 Gr.304/304L hoặc tương đương.
P-No.: 8.
Kiểu liên kết: Butt Weld.
Phương pháp hàn: GTAW + SMAW.
Chiều dày hàn rãnh theo WPS: 5 mm đến 28 mm.
Phạm vi đường kính ống đối với groove: All.
Vị trí hàn: GTAW và SMAW theo phạm vi được WPS quy định.
Hàn không sử dụng kim loại điền đầy: Không được phép.

Việc sử dụng quy trình hàn phải nằm trong phạm vi vật liệu, chiều dày, vị trí và các biến số đã được WPS/PQR phê duyệt.

2. Chuẩn bị mép hàn

Chuẩn bị liên kết là bước đầu tiên và có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của quy trình hàn.

Theo WPS-GASTECH-03, mép hàn được chuẩn bị bằng:

Gia công cơ khí.
Cắt nhiệt khi phù hợp.
Mài hoàn thiện.
Hàn đính bằng GTAW.
Vị trí hàn đính: trong rãnh hoặc trên bridge.
Loại bỏ phần hàn cần thiết bằng phương pháp mài.

Thông số hình học rãnh:

Góc rãnh A = 60° ± 10°.
Khe chân T = 0–1,5 mm.
Kích thước E = 4 ± 1 mm.
Không được phép loại bỏ backing.
Cho phép bổ sung backing.
Root spacing: N/A.
Retainers: N/A.

Bề mặt mép hàn phải được làm sạch trước khi hàn. Các bề mặt cần làm sạch trong khu vực chuẩn bị hàn theo ghi chú của WPS là 15 mm.

3. Vật liệu hàn sử dụng

3.1. Vật liệu hàn GTAW

Đối với lớp Root và Hot Pass, quy trình hàn sử dụng phương pháp GTAW với:

Tên thương mại: KOVET-T308.
Phân loại: ER308.
Tiêu chuẩn: AWS A5.9.
F-No.: 6.
Dạng sản phẩm: Wire.
Đường kính: 2,4 mm.

3.2. Vật liệu hàn SMAW

Đối với lớp Fill/Cap, sử dụng:

Điện cực: E308-16.
Nhà sản xuất: Atlantic.
Phân loại: E308-16.
Tiêu chuẩn: AWS A5.4.
F-No.: 5.
A-No.: 8.
Dạng sản phẩm: Flux-coated electrode.
Đường kính: 3,2 mm.

4. Trình tự thực hiện quy trình hàn

Bước 1: Kiểm tra trước khi hàn

Trước khi thực hiện quy trình hàn, cần kiểm tra:

Chủng loại và chứng chỉ vật liệu cơ bản.
Kích thước chi tiết.
Hình dạng và kích thước rãnh hàn.
Khe chân và góc rãnh.
Tình trạng bề mặt.
Chủng loại vật liệu hàn.
Tình trạng thiết bị hàn.
Khí bảo vệ GTAW.
WPS và các tài liệu kỹ thuật liên quan.

Chỉ tiến hành hàn khi các điều kiện trên phù hợp với WPS-GASTECH-03.

Bước 2: Hàn đính

Hàn đính được thực hiện bằng GTAW.

Các mối hàn đính phải bảo đảm hai chi tiết được cố định đúng vị trí và không làm thay đổi hình dạng thiết kế của liên kết. Mối hàn đính có khuyết tật phải được xử lý trước khi tiến hành hàn chính thức.

Bước 3: Hàn lớp Root bằng GTAW

Lớp Root được thực hiện bằng GTAW.

Thông số theo WPS:

Thông số	Giá trị
Phương pháp	GTAW
Vật liệu hàn	ER308
Đường kính	2,4 mm
Dòng điện	115–141 A
Điện áp	11,2–12,8 V
Tốc độ hàn	44–60 mm/min
Phân cực	DC (-)
Khí bảo vệ	Ar ≥99,99%
Lưu lượng khí	10–25 L/min
Phương pháp đi que	String/Weave
Bề rộng đường hàn tối đa	8 mm
Số lớp mỗi phía	Multiple
Chế độ	Manual

Trong quá trình hàn Root, cần duy trì hồ quang và tốc độ di chuyển ổn định, đồng thời bảo đảm vùng hàn được bảo vệ đầy đủ bằng khí Argon.

Bước 4: Làm sạch sau lớp Root

Sau khi hoàn thành lớp Root, tiến hành:

Kiểm tra ngoại quan.
Loại bỏ xỉ hoặc phần kim loại không liên kết.
Mài/chải bề mặt.
Kiểm tra lại trước khi thực hiện lớp tiếp theo.

WPS quy định phương pháp làm sạch ban đầu và giữa các lớp là Grinding / Brushing.

Bước 5: Hàn lớp Hot Pass bằng GTAW

Lớp Hot Pass tiếp tục được thực hiện bằng GTAW với dây ER308 Ø2,4 mm.

Thông số:

Dòng điện: 117–143 A.
Điện áp: 11,2–12,8 V.
Tốc độ hàn: 48–66 mm/min.
Phân cực: DC (-).
Khí bảo vệ: Argon ≥99,99%.
Lưu lượng khí: 10–25 L/min.
Phương pháp đi que: String/Weave.
Bề rộng đường hàn tối đa: 8 mm.

Bước 6: Back Gouging

Đối với liên kết hàn hai phía, thực hiện back gouging bằng mài (Grinding) theo WPS.

Sau khi back gouging:

Làm sạch bề mặt.
Kiểm tra loại bỏ hoàn toàn phần kim loại không đạt yêu cầu.
Kiểm tra bề mặt trước khi hàn phía còn lại.
Chỉ tiếp tục hàn khi bề mặt đã đạt yêu cầu.

WPS-GASTECH-03 quy định phương pháp back gouging là Grinding (with weld double sides).

Bước 7: Hàn lớp Fill/Cap bằng SMAW

Các lớp điền đầy và lớp phủ được thực hiện bằng SMAW sử dụng điện cực E308-16.

Thông số quy trình hàn SMAW:

Thông số	Giá trị
Phương pháp	SMAW
Vật liệu hàn	E308-16
Đường kính điện cực	3,2 mm
Dòng điện	108–132 A
Điện áp	21,4–24,6 V
Tốc độ hàn	52–79 mm/min
Phân cực	DC (+)
Phương pháp đi que	String/Weave
Bề rộng đường hàn tối đa	18 mm
Số lớp mỗi phía	Multiple
Chế độ	Manual

Các lớp SMAW phải được thực hiện tuần tự, bảo đảm từng lớp được làm sạch và kiểm tra trước khi đắp lớp tiếp theo.

5. Khí bảo vệ trong quy trình hàn GTAW

Đối với GTAW, quy trình hàn sử dụng:

Khí: Argon.
Độ tinh khiết: ≥99,99%.
Lưu lượng: 10–25 L/min.

Backing gas được thể hiện là N/A trong WPS.

6. Kiểm soát nhiệt độ

Kiểm soát nhiệt độ giữa các lớp là yêu cầu quan trọng trong quy trình hàn inox.

Theo WPS-GASTECH-03:

Nhiệt độ môi trường tham chiếu: 30°C.
Nhiệt độ interpass tối đa: 175°C.
Đo nhiệt độ theo ISO 13916.
Với t ≤50 mm: A = 4 × t, tối đa 50 mm.
Với t >50 mm: A = 75 mm.

Không tiếp tục thực hiện lớp hàn tiếp theo khi nhiệt độ interpass vượt quá giới hạn quy định.

7. Làm sạch giữa các lớp hàn

Trong quy trình hàn, việc làm sạch giữa các lớp được thực hiện bằng:

Grinding.
Brushing.

Phương pháp đi que được quy định là String/Weave cho cả GTAW và SMAW.

Bề rộng đường hàn tối đa:

GTAW: 8 mm.
SMAW: 18 mm.

Cả hai phương pháp đều sử dụng nhiều lớp hàn và điện cực đơn.

8. Xử lý nhiệt sau hàn

Theo WPS-GASTECH-03:

PWHT: No PWHT

Không thực hiện xử lý nhiệt sau hàn. Các thông số về thời gian giữ nhiệt, nhiệt độ giữ, tốc độ gia nhiệt và tốc độ làm nguội được xác định là N/A.

9. Kiểm tra chất lượng sau hàn

Sau khi hoàn thành quy trình hàn, mối hàn phải được làm sạch và kiểm tra theo yêu cầu của WPS, bản vẽ, ITP và tiêu chuẩn áp dụng của dự án.

Theo kết quả PQR-GASTECH-03:

Thử uốn cạnh mẫu 1: Acceptable – no crack.
Thử uốn cạnh mẫu 2: Acceptable – no crack.
Thử uốn cạnh mẫu 3: Acceptable – no crack.
Thử uốn cạnh mẫu 4: Acceptable – no crack.
Kiểm tra Visual: Acceptable.
Kiểm tra Radiographic hoặc Ultrasonic: Acceptable.

PQR cũng xác nhận các mối hàn thử được chuẩn bị, thực hiện và kiểm tra phù hợp với yêu cầu Section IX của ASME Boiler and Pressure Vessel Code.

10. Bảng thông số quy trình hàn tổng hợp

Lớp hàn	Phương pháp	Vật liệu hàn	Ø	Dòng điện	Điện áp	Tốc độ
Root Pass	GTAW	ER308	2,4 mm	115–141 A	11,2–12,8 V	44–60 mm/min
Hot Pass	GTAW	ER308	2,4 mm	117–143 A	11,2–12,8 V	48–66 mm/min
Fill/Cap	SMAW	E308-16	3,2 mm	108–132 A	21,4–24,6 V	52–79 mm/min

Các thông số trên được lấy từ bảng Welding Parameters của WPS-GASTECH-03.

11. Yêu cầu kiểm soát chất lượng

Để quy trình hàn được thực hiện đúng theo WPS-GASTECH-03, cần kiểm soát các nội dung:

Đúng vật liệu ASTM A240 Gr.304/304L hoặc tương đương.
Đúng phạm vi chiều dày được phê duyệt.
Đúng thiết kế rãnh hàn.
Đúng vật liệu hàn ER308 và E308-16.
Đúng đường kính vật liệu hàn.
Đúng dòng điện, điện áp và tốc độ hàn.
Đúng khí bảo vệ và lưu lượng khí GTAW.
Kiểm soát nhiệt độ interpass tối đa 175°C.
Làm sạch giữa các lớp bằng Grinding/Brushing.
Kiểm tra ngoại quan và NDT theo yêu cầu dự án.
Không tự ý thay đổi các biến số Essential Variable và Supplementary Essential Variable.

WPS phân loại các biến số thành E – Essential Variable, SE – Supplementary Essential Variable và NE – Non-Essential Variable. Các biến số E không được thay đổi; biến số SE chịu yêu cầu kiểm soát tương ứng; biến số NE có thể được thay đổi khi được QA/QC phê duyệt và được phép theo yêu cầu của khách hàng/specification.

12. Kết luận

Quy trình hàn GASTECH-03 được xây dựng trên cơ sở PQR-GASTECH-03 và WPS-GASTECH-03, áp dụng cho thép không gỉ ASTM A240 Gr.304/304L hoặc tương đương. Quy trình sử dụng GTAW cho Root Pass và Hot Pass, sau đó sử dụng SMAW cho Fill/Cap Pass.

Việc kiểm soát đúng vật liệu hàn, thông số dòng điện – điện áp, tốc độ hàn, khí Argon, nhiệt độ interpass và phương pháp làm sạch giữa các lớp là những yếu tố quan trọng để bảo đảm chất lượng mối hàn. Các thông số thực tế khi thi công phải nằm trong phạm vi được WPS-GASTECH-03 phê duyệt.

Bài viết khác