Vi
EN
CN
KO
HIQuy trình hàn là tài liệu kỹ thuật quan trọng nhằm kiểm soát toàn bộ quá trình chuẩn bị, thực hiện và kiểm tra mối hàn, bảo đảm mối hàn đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng của dự án. Đối với thép carbon ASTM A516 Gr.70, việc xây dựng quy trình hàn cần căn cứ vào WPS và PQR đã được phê duyệt.
Dựa trên PQR-GASTECH-02 và WPS-GASTECH-02, GASTECH áp dụng phương pháp hàn kết hợp GTAW và SAW cho liên kết hàn giáp mối thép carbon ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương. PQR-GASTECH-02 xác nhận WPS-GASTECH-02 là quy trình được sử dụng làm cơ sở cho việc thực hiện hàn.
1. Quy trình hàn là gì?
Quy trình hàn là tập hợp các yêu cầu và thông số kỹ thuật quy định cách thức thực hiện một liên kết hàn cụ thể. Một quy trình hàn đầy đủ thường bao gồm vật liệu cơ bản, phương pháp chuẩn bị mép hàn, vật liệu hàn, vị trí hàn, thông số dòng điện – điện áp, tốc độ hàn, khí bảo vệ, nhiệt độ gia nhiệt và kiểm tra sau hàn.
Trong WPS-GASTECH-02, quy trình được áp dụng cho thép carbon ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương, với phạm vi chiều dày hàn rãnh từ 5 mm đến 36 mm.
2. Phạm vi áp dụng của quy trình hàn
Quy trình hàn này áp dụng cho:
- Vật liệu cơ bản: ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương.
- Kiểu liên kết: hàn giáp mối (Butt Weld).
- Chiều dày hàn rãnh: 5–36 mm.
- Phương pháp hàn: GTAW kết hợp SAW.
- Vị trí GTAW: All.
- Vị trí SAW: 1G.
- Hàn không sử dụng kim loại điền đầy: không được phép.
Việc kiểm soát đúng phạm vi áp dụng giúp bảo đảm quy trình hàn được sử dụng đúng với phạm vi đã được PQR chứng nhận.
3. Chuẩn bị liên kết trước khi hàn
Một trong những bước quan trọng của quy trình hàn là chuẩn bị chính xác mép hàn.
Theo WPS-GASTECH-02, mép hàn được chuẩn bị bằng gia công hoặc mài. Thiết kế rãnh hàn có các thông số:
- Góc rãnh: 60° ± 10°.
- Khe chân theo WPS: 0–1,5 mm.
- Kích thước E: 4 ± 1 mm.
- Bổ sung backing: được phép.
- Removal of backing: không được phép.
- Retainer: N/A.
Trước khi hàn, bề mặt mép hàn cần được kiểm tra và làm sạch để loại bỏ các chất có thể ảnh hưởng đến quá trình nóng chảy và liên kết kim loại.
4. Vật liệu hàn sử dụng
4.1. Vật liệu hàn GTAW
Trong quy trình hàn, lớp chân và lớp nóng sử dụng phương pháp GTAW với:
- Tên thương mại: KOVET-TSO.
- Phân loại: ER70S-6.
- Tiêu chuẩn: AWS A5.18.
- Đường kính dây: 2,4 mm.
- Khí bảo vệ: Argon ≥99,99%.
4.2. Vật liệu hàn SAW
Các lớp điền đầy và lớp phủ sử dụng phương pháp SAW:
- Tên dây hàn: KW-3/CHF501.
- Phân loại: EM12K.
- Tiêu chuẩn: AWS A5.17.
- Đường kính dây: 2,4 mm.
- Flux: loại neutral.
5. Trình tự thực hiện quy trình hàn
Bước 1: Kiểm tra trước khi hàn
Trước khi bắt đầu quy trình hàn, cần kiểm tra:
- Vật liệu cơ bản.
- Kích thước và hình dạng mép hàn.
- Khe hở và góc rãnh.
- Tình trạng bề mặt.
- Chủng loại vật liệu hàn.
- Thiết bị hàn.
- Khí bảo vệ và hệ thống cấp khí.
- Các yêu cầu liên quan đến WPS.
Bước 2: Hàn lớp chân bằng GTAW
Lớp chân được thực hiện bằng phương pháp GTAW.
Thông số theo WPS-GASTECH-02:
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Phương pháp | GTAW |
| Vị trí | All |
| Dây hàn | ER70S-6 |
| Đường kính | 2,4 mm |
| Dòng điện | 108–132 A |
| Điện áp | 11,2–12,8 V |
| Tốc độ hàn | 43–58 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 | 5 mm |
Bước 3: Hàn lớp nóng bằng GTAW
Lớp nóng tiếp tục sử dụng GTAW với dây ER70S-6 đường kính 2,4 mm.
Thông số chính:
- Dòng điện: 113–138 A.
- Điện áp: 11,6–13,4 V.
- Tốc độ hàn: 39–53 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: 5 mm.
Bước 4: Làm sạch giữa các lớp
Sau mỗi lớp hàn, thực hiện làm sạch bằng mài/chải (Grinding/Brushing) trước khi tiến hành lớp tiếp theo.
Đây là bước quan trọng trong quy trình hàn nhằm loại bỏ xỉ, tạp chất và các phần kim loại không liên kết trên bề mặt lớp hàn.
Bước 5: Back gouging
Đối với hàn hai phía, back gouging được thực hiện bằng mài theo WPS. Sau khi mài phải làm sạch và kiểm tra bề mặt trước khi tiếp tục hàn.
Bước 6: Hàn lớp điền đầy và lớp phủ bằng SAW
Các lớp điền đầy và lớp phủ được thực hiện bằng SAW.
Thông số quy trình hàn SAW:
| Thông số | Giá trị |
| Phương pháp | SAW |
| Vị trí | 1G |
| Dây hàn | EM12K |
| Đường kính dây | 2,4 mm |
| Dòng điện | 270–330 A |
| Điện áp | 26–30 V |
| Tốc độ hàn | 287–477 mm/min |
| Phân cực | DC (+) |
| Flux | Neutral |
| Phương pháp đi que | String |
| Bề rộng đường hàn tối đa | 22 mm |
| Chế độ | Mechanized |
6. Kiểm soát nhiệt độ trong quy trình hàn
Kiểm soát nhiệt độ giữa các lớp là yêu cầu quan trọng nhằm duy trì tính ổn định của mối hàn.
Theo WPS-GASTECH-02:
- Nhiệt độ môi trường tham chiếu: 30°C.
- Nhiệt độ interpass tối đa: 250°C.
- Đo nhiệt độ theo ISO 13916.
- Với chiều dày t ≤50 mm: A = 4 × t, tối đa 50 mm.
- Với chiều dày t >50 mm: A = 75 mm.
Không thực hiện lớp hàn tiếp theo khi nhiệt độ interpass vượt giới hạn quy định.
7. Khí bảo vệ trong quy trình hàn GTAW
GTAW sử dụng khí Argon với độ tinh khiết tối thiểu 99,99%.
Lưu lượng khí bảo vệ được quy định trong khoảng:
10–25 L/min.
Việc kiểm soát lưu lượng khí giúp duy trì vùng bảo vệ ổn định trong quá trình hồ quang hoạt động.
8. Xử lý nhiệt sau hàn
Theo WPS-GASTECH-02, không thực hiện PWHT (No PWHT).
Các thông số về thời gian giữ nhiệt, nhiệt độ giữ, tốc độ gia nhiệt và tốc độ làm nguội đều được xác định là N/A.
9. Kiểm tra chất lượng mối 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.
PQR-GASTECH-02 ghi nhận:
- Thử uốn cạnh: 4 mẫu đều Acceptable, không có vết nứt.
- Kiểm tra Visual: Acceptable.
- Kiểm tra Radiographic hoặc Ultrasonic: Acceptable.
Các kết quả này là cơ sở chứng minh quy trình đã được thử nghiệm và đánh giá theo hồ sơ PQR.
10. Bảng thông số quy trình hàn tổng hợp
| Lớp hàn | Phương pháp | Vật liệu | Ø | Ampe | Volt | Tốc độ |
| Root | GTAW | ER70S-6 | 2,4 mm | 108–132 A | 11,2–12,8 V | 43–58 mm/min |
| Hot | GTAW | ER70S-6 | 2,4 mm | 113–138 A | 11,6–13,4 V | 39–53 mm/min |
| Fill/Cap | SAW | EM12K | 2,4 mm | 270–330 A | 26–30 V | 287–477 mm/min |
Các thông số trên được lấy từ bảng Welding Parameters của WPS-GASTECH-02.
11. Yêu cầu kiểm soát trong quy trình hàn
Để quy trình hàn được thực hiện ổn định, bộ phận QA/QC và người thực hiện cần kiểm soát:
- Đúng vật liệu cơ bản.
- Đúng kích thước và hình dạng mép hàn.
- Đúng vật liệu hàn và đường kính dây.
- Đúng phương pháp hàn theo từng lớp.
- Đúng dòng điện, điện áp và tốc độ hàn.
- Đúng lưu lượng khí bảo vệ.
- Kiểm soát nhiệt độ interpass.
- Làm sạch giữa các lớp.
- Kiểm soát hình dạng và kích thước mối hàn.
- Thực hiện kiểm tra sau hàn theo yêu cầu kỹ thuật.
Theo PQR/WPS, các biến số được phân loại thành Essential (E), Supplementary Essential (SE) và Non-Essential (NE). Các biến số E không được thay đổi; SE áp dụng theo điều kiện quy định; NE có thể thay đổi khi được QA/QC phê duyệt và được phép theo yêu cầu dự án.
12. Kết luận
Một quy trình hàn được kiểm soát tốt phải bảo đảm sự thống nhất từ khâu chuẩn bị vật liệu, chuẩn bị mép hàn, lựa chọn vật liệu hàn, thiết lập thông số đến kiểm tra chất lượng sau hàn.
Đối với quy trình hàn GASTECH-02, hệ thống GTAW + SAW được áp dụng cho thép carbon ASTM A516 Gr.70 hoặc tương đương, với GTAW thực hiện lớp chân/lớp nóng và SAW thực hiện các lớp điền đầy, lớp phủ. Các thông số về dòng điện, điện áp, tốc độ hàn, khí bảo vệ và nhiệt độ interpass phải được kiểm soát theo WPS-GASTECH-02.
