Vi
EN
CN
KO
HIQuy trình hàn là tài liệu kỹ thuật quy định vật liệu, phương pháp, trình tự và các thông số cần kiểm soát trong quá trình thực hiện mối hàn. Đối với thép carbon ASTM A516 Gr.70, việc áp dụng đúng quy trình hàn theo WPS/PQR giúp bảo đảm mối hàn được thực hiện trong phạm vi đã được kiểm chứng và phê duyệt.
Theo hồ sơ PQR-GASTECH-04 và WPS-GASTECH-04, quy trình này áp dụng cho thép carbon ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương, sử dụng kết hợp GTAW và SMAW cho liên kết hàn giáp mối. Hồ sơ PQR được thực hiện theo ASME IX-2025.
1. Phạm vi áp dụng của quy trình hàn
Quy trình hàn được áp dụng cho:
- Vật liệu cơ bản: ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương.
- P-No.: 1.
- Kiểu liên kết: Butt Weld.
- Phương pháp hàn: GTAW + SMAW.
- Chiều dày hàn rãnh: 5 mm đến 35 mm.
- Phạm vi đường kính ống: All.
- Hàn không sử dụng kim loại điền đầy: không được phép.
Các thông số thực tế khi thi công phải nằm trong phạm vi được WPS-GASTECH-04 quy định.
2. Chuẩn bị mép hàn
Chuẩn bị mép hàn là bước quan trọng trong quy trình hàn, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng ngấu và chất lượng mối hàn.
Theo WPS-GASTECH-04, mép hàn được chuẩn bị bằng:
- Gia công cơ khí.
- Cắt nhiệt.
- Mài.
- Hàn đính bằng GTAW.
- Hàn đính tại vị trí trong rãnh hoặc bridge.
- Loại bỏ phần hàn đính bằng mài khi cần thiết.
Thông số hình học rãnh hàn:
- Góc rãnh: 60° ± 10°.
- Khe chân T: 0–1,5 mm.
- Kích thước E: 4 ± 1 mm.
- Loại bỏ backing: Không được phép.
- Bổ sung backing: Được phép.
- Root spacing: N/A.
- Retainers: N/A.
Bề mặt chuẩn bị hàn phải được làm sạch trong phạm vi 15mm theo ghi chú của WPS.
3. Vật liệu hàn sử dụng
3.1. Vật liệu hàn GTAW
Lớp Root Pass và Hot Pass sử dụng phương pháp GTAW với:
- Tên thương mại: KOVET-T50.
- Phân loại: ER70S-6.
- Tiêu chuẩn: AWS A5.18.
- F-No.: 6.
- A-No.: 1.
- Dạng sản phẩm: Wire.
- Đường kính: 2,4 mm.
3.2. Vật liệu hàn SMAW
Các lớp Fill/Cap sử dụng:
- Điện cực: LB52-18.
- Nhà sản xuất: Kobelco.
- Phân loại: E7018.
- Tiêu chuẩn: AWS A5.1.
- F-No.: 4.
- A-No.: 1.
- 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 bắt đầu quy trình hàn, cần kiểm tra:
- Chủng loại vật liệu cơ bản.
- Chứng chỉ vật liệu.
- Kích thước và hình dạng rãnh hàn.
- Góc rãnh và khe chân.
- Tình trạng bề mặt.
- Chủng loại và đường kính vật liệu hàn.
- Thiết bị hàn.
- Khí bảo vệ GTAW.
- WPS-GASTECH-04 và các yêu cầu liên quan.
Chỉ tiến hành hàn khi các điều kiện chuẩn bị phù hợp với WPS.
Bước 2: Hàn đính
Hàn đính được thực hiện bằng GTAW tại vị trí trong rãnh hoặc bridge.
Các mối hàn đính phải bảo đảm chi tiết được cố định đúng vị trí. Mối hàn đính có khuyết tật phải được loại bỏ hoặc sửa chữa trước khi thực hiện các lớp hàn chính thức.
Bước 3: Hàn lớp Root Pass bằng GTAW
Lớp Root Pass được thực hiện bằng GTAW.
Thông số quy trình hàn:
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Phương pháp | GTAW |
| Vị trí | All |
| Vật liệu hàn | ER70S-6 |
| 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 |
Bước 4: Làm sạch lớp Root
Sau khi hoàn thành lớp Root:
- Kiểm tra ngoại quan.
- Làm sạch bề mặt.
- Loại bỏ xỉ hoặc phần kim loại không liên kết.
- Mài/chải 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 ER70S-6 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 phương pháp mài (Grinding).
Sau khi back gouging:
- Làm sạch bề mặt.
- Loại bỏ phần kim loại không đạt yêu cầu.
- Kiểm tra bề mặt.
- Tiến hành hàn phía còn lại khi đạt yêu cầu.
WPS-GASTECH-04 quy định back gouging bằng 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 E7018 Ø3,2 mm.
Thông số quy trình hàn SMAW:
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Phương pháp | SMAW |
| Vị trí | All |
| Điện cực | E7018 |
| Đường kính | 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 | 22 mm |
| Số lớp mỗi phía | Multiple |
| Chế độ | Manual |
Các lớp Fill/Cap phải được thực hiện tuần tự và làm sạch giữa các lớp trước khi tiếp tục hàn.
5. Khí bảo vệ trong quy trình hàn GTAW
Đối với GTAW, quy trình hàn sử dụng:
- Khí bảo vệ: 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 trong quy trình hàn
Kiểm soát nhiệt độ là yêu cầu quan trọng nhằm duy trì điều kiện hàn ổn định.
Theo WPS-GASTECH-04:
- Nhiệt độ môi trường tham chiếu: 30°C.
- Nhiệt độ preheat: Ambient.
- Nhiệt độ interpass tối đa: 250°C.
- Phương pháp đo: 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 nếu nhiệt độ interpass vượt quá giới hạn 250°C.
7. Làm sạch giữa các lớp hàn
Trong quy trình hàn GASTECH-04, phương pháp làm sạch ban đầu và giữa các lớp là:
- Grinding.
- Brushing.
Phương pháp đi que được quy định là String/Weave.
Bề rộng đường hàn tối đa:
- GTAW: 8 mm.
- SMAW: 22 mm.
Mối hàn được thực hiện theo chế độ Multiple Pass và sử dụng một điện cực tại mỗi thời điểm.
8. Xử lý nhiệt sau hàn
Theo WPS-GASTECH-04:
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.
Kết quả thử nghiệm trong PQR-GASTECH-04 cho thấy:
- Tensile Test 1: 512 N/mm².
- Tensile Test 2: 510 N/mm².
- Vị trí phá hủy: Ductile/Base Metal.
- Side Bend 1: Acceptable – no crack.
- Side Bend 2: Acceptable – no crack.
- Side Bend 3: Acceptable – no crack.
- Side Bend 4: Acceptable – no crack.
- Visual Examination: Acceptable.
- Radiographic hoặc Ultrasonic Examination: Acceptable.
PQR xác nhận các mối hàn thử được chuẩn bị, thực hiện và kiểm tra theo yêu cầu của Section IX – 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 hàn |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Root Pass | GTAW | ER70S-6 | 2,4 mm | 115–141 A | 11,2–12,8 V | 44–60 mm/min |
| Hot Pass | GTAW | ER70S-6 | 2,4 mm | 117–143 A | 11,2–12,8 V | 48–66 mm/min |
| Fill/Cap | SMAW | E7018 | 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-04.
11. Yêu cầu kiểm soát chất lượng
Để quy trình hàn được thực hiện đúng theo WPS-GASTECH-04, cần kiểm soát:
- Đúng vật liệu ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương.
- Đúng phạm vi chiều dày 5–35 mm.
- Đúng thiết kế rãnh hàn.
- Đúng vật liệu hàn ER70S-6 và E7018.
- Đúng đường kính dây/điện cực.
- Đúng dòng điện, điện áp và tốc độ hàn.
- Đúng khí Argon và lưu lượng khí đối với GTAW.
- Kiểm soát nhiệt độ interpass tối đa 250°C.
- Làm sạch giữa các lớp bằng Grinding/Brushing.
- Kiểm soát back gouging bằng Grinding khi hàn hai phía.
- Thực hiện kiểm tra chất lượng sau hàn theo yêu cầu dự án.
- Không tự ý thay đổi các biến số Essential và Supplementary Essential Variable.
WPS phân loại các biến số thành E – Essential Variable, SE – Supplementary Essential Variable và NE – Non-Essential Variable. Biến số E không được thay đổi; biến số SE không được thay đổi đối với các trường hợp áp dụng yêu cầu tương ứng; biến số NE có thể thay đổi với sự phê duyệt của QA/QC nếu được phép.
12. Kết luận
Quy trình hàn GASTECH-04 được xây dựng trên cơ sở PQR-GASTECH-04 và WPS-GASTECH-04, áp dụng cho thép carbon ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương.
Quy trình sử dụng GTAW cho Root Pass và Hot Pass, sau đó sử dụng SMAW cho Fill/Cap Pass. Các yếu tố quan trọng cần kiểm soát gồm vật liệu hàn, dòng điện, điện áp, tốc độ hàn, khí Argon, nhiệt độ interpass, phương pháp làm sạch và back gouging.
Việc thực hiện quy trình hàn phải tuân thủ WPS-GASTECH-04 và không được tự ý thay đổi các thông số thuộc phạm vi biến số thiết yếu đã được phê duyệt.
