Lasprocedure (WPS) 👨‍🏭

Invoering

De WPS (Las Procedure Specification) is een technisch document dat alle belangrijke punten beschrijft waarmee rekening moet worden gehouden bij het verbinden van onderdelen door middel van lassen.

De WPS bevat limieten of reeksen van parameters zoals het stroomtype, de dikte van het basismetaal, het type basismetaal, enz.

Een lasprocedure is alleen geldig binnen de daarin aangegeven limieten.

De WPS moet worden opgesteld op basis van de specificaties van de ontwerper en/of fabrikant van de apparatuur of constructie, lastoevoegmaterialen, basismaterialen en in overeenstemming met de specificatie van de uitvoerder, met inachtneming van de eisen die zijn vastgesteld door de toepasselijke normen of codes.

Wanneer is een nieuwe WPS vereist?

Als een procedure geen lassen van goede kwaliteit kan produceren zonder de vastgestelde limieten te overschrijden, moet een nieuwe lasprocedure worden gebruikt.

Dit is een eenvoudige verklaring en geldt voor alle soorten lasvariabelen, zie meer details hieronder.

Kwalificatie van de lasprocedure

De meeste kwalificatienormen vereisen dat de lasprocedure wordt gekwalificeerd voordat deze wordt gebruikt bij de productie van lassen. Dit is nodig om ervoor te zorgen dat de lasverbinding de vereiste kwaliteit bereikt.

De materialen die worden gebruikt bij de vervaardiging van apparatuur hebben bekende mechanische eigenschappen. Het ontwerp van de apparatuur is gebaseerd op deze eigenschappen.

Wanneer apparatuur wordt vervaardigd door twee of meer materialen te lassen, moet ervoor worden gezorgd dat deze verbinding op dezelfde manier bestand is als de gebruikte materialen. Daarvoor moet de ontwerper weten welke eigenschappen de lasverbinding zal hebben.

Bij het lassen is het vanwege de effecten van temperatuur niet voldoende om alleen de eigenschappen van het basismetaal en het lasmetaal afzonderlijk te kennen.

Het is ook noodzakelijk om de mechanische eigenschappen van de gehele lasverbinding te kennen (het basismetaal, de door warmte beïnvloede zone en het lasmetaal). Dit gebeurt door middel van de kwalificatie van de lasprocedure.

Kwalificatie van lasprocedures is de methode waarmee een bepaalde procedure wordt bewezen geschikt te zijn om lasverbindingen van bevredigende kwaliteit te produceren.

De kwalificatie wordt uitgevoerd door proefstukken te lassen, volgens de eerder vastgestelde procedure, en door de resultaten van tests te evalueren op specimens die uit het proefstuk zijn gehaald.

De resultaten worden beoordeeld aan de hand van de acceptatiecriteria die zijn vastgesteld door de toepasselijke kwalificatienorm.

Na het lassen van het proefstuk moeten de lasparameterbereiken worden herzien om de werkelijk gebruikte waarden in overeenstemming te brengen met de toleranties die zijn toegestaan ​​in de toepasselijke kwalificatienormen.

Geprekwalificeerde lasprocedures

Dit zijn lasprocedures die kunnen worden gebruikt wanneer ervaring en bekendheid met bepaalde basismetalen en lastoevoegmaterialen de geschiktheid van een specifieke procedure hebben bewezen door middel van onderhoud gedurende een lange periode.

Het gebruik van een vooraf gekwalificeerde procedure wordt alleen gedaan wanneer dit is toegestaan ​​door de procedurekwalificatienorm, specificaties, fabricagenormen, enz.

Voor pre-gekwalificeerde procedures is het niet nodig om de kwalificatietests uit te voeren.

Wanneer het gebruik van een geprekwalificeerd procédé niet is toegestaan ​​(of bijvoorbeeld wanneer het procédé niet voldoet aan de eisen om als geprekwalificeerd procédé te kwalificeren), moet de lasprocedure door middel van beproevingen en/of onderzoeken voldoende zijn aangetoond . En evaluatie van de resultaten, zoals vereist door de aangenomen norm of specificatie.

De vereisten voor de kwalificatie van lasprocedures verschillen sterk van norm tot norm.

Een kwalificatie gemaakt volgens de ene norm is over het algemeen niet geldig voor een andere norm.

Het is daarom noodzakelijk dat de lasinspecteur zich ervan bewust is dat de eisen van de toepasselijke norm worden gevolgd bij de kwalificatie van procedures.

Geprekwalificeerd of al gekwalificeerd?

Het komt vrij vaak voor dat mensen een "pre-gekwalificeerde" procedure verwarren met een "reeds gekwalificeerde". Technisch gezien zijn er verschillen.

De procedure “reeds gekwalificeerd” is de procedure die is getest/onderworpen aan tests in overeenstemming met de kwalificatienormen door het bedrijf dat de diensten uitvoert. Het document dat door dit proces wordt gegenereerd, is een WPQR en vervolgens wordt een WPS gegenereerd voor de fabricage/het werk.

De “prequalified” procedure en al zijn criteria zijn rechtstreeks overgenomen uit de standaard. Het document dat door dit proces wordt gegenereerd, is een WPS en de WPQR is niet vereist.

Een “reeds gekwalificeerde” procedure wordt normaal aanvaard in nieuwe werken, aangezien dit hergebruik voorzien is in de kwalificatienormen zelf.

Het gebruik ervan kan echter niet willekeurig zijn en een professional met technische kennis is vereist om de toepasbaarheid van een "reeds gekwalificeerde" procedure in een nieuw werk te analyseren.

Het gebruik van vooraf gekwalificeerde procedures is daarentegen al veel minder geaccepteerd. Houd er rekening mee dat vooraf gekwalificeerde procedures door sommige bedrijven niet worden geaccepteerd.

Mijn mening is dat deze beslissing uiterst conservatief en zelfs retrograde is. Het is verbazingwekkend hoeveel geld we verspillen aan het (opnieuw) doen van een kwalificatie van een lasprocedure onder de onderstaande voorwaarden:

• Materiaal met uitstekende lasbaarheid zoals koolstofarm staal.
• Gebruik zoals trappen.
• Zeer gedetailleerde voorwaarden en parameters, zoals die in AWS D1.1.

Dit is een van de redenen waarom sommige banen in Brazilië uiteindelijk duurder worden!

Voorlopige Lasprocedure Specificatie (pWPS)

De voorlopige WPS is een document dat is opgesteld op basis van kennis, ervaringen uit het verleden of 'trial-and-error'-techniek. Het is de beschrijving van hoe u uw proefstuk wilt lassen.

Vaker wel dan niet zullen de lasparameters die in de pWPS worden voorgesteld kleine aanpassingen hebben door de lasser die de kwalificatie uitvoert. We moeten ervoor zorgen dat deze daadwerkelijke wijzigingen of parameters worden opgenomen in de WPQR.

Na het kwalificatielassen worden de proefstukken getest en als ze de test doorstaan, is de kwalificatie geslaagd. De WPQR kan worden uitgewerkt en zal de basis vormen voor de opbouw van de lasprocedurespecificatie (definitieve WPS).

Houd er rekening mee dat voorlopige WPS niet in alle normen verplicht is, maar het is nog steeds een goede technische praktijk. ASME IX vereist bijvoorbeeld geen voorlopige WPS, zie interpretatie IX-10-22.

Kwalificatienormen

Het uitvoeren van onjuiste lassen tijdens de fabricage van bepaalde soorten constructies of apparatuur, zoals schepen, bruggen, pijpleidingen, auto-onderdelen en drukvaten, kan leiden tot ernstige ongevallen met materiaal en uiteindelijk tot menselijke verliezen en schade aan het milieu.

Om de kans op deze gebeurtenissen te minimaliseren en te zorgen voor meer uniformiteit, controle en traceerbaarheid van het proces, worden lasbewerkingen voor verschillende toepassingen en verschillende andere aspecten met betrekking tot lassen gereguleerd door verschillende codes en specificaties.

Verplichte eisen met betrekking tot de kwalificatie van lasprocedures, lassers en lasoperators zijn opgenomen in of waarnaar wordt verwezen in deze documenten.

Het is de verantwoordelijkheid van de lasingenieur om door middel van de ontwerpspecificaties of inkoopdocumenten te bepalen welke norm het lassen regelt en welke kwalificatie-eisen in deze documenten worden bepaald.

Om de verscheidenheid aan bestaande normen/codes te illustreren, worden de meest gebruikte hieronder opgesomd:

ASME Sectie IX – Kwalificaties voor lassen en solderen

Het is een norm die wordt toegepast op apparatuur zoals ketels, pijpleidingen, drukvaten, nucleaire componenten. Alle secties van de "ASME Boiler and Pressure Vessels"-norm verwijzen naar "Sectie IX" voor kwalificaties.

API-standaard 1104 – Standaard voor laspijpleidingen en aanverwante voorzieningen

Het is een unieke kwalificatienorm voor het lassen van pijpleidingen. Over het algemeen beperkt tot aardse pijpleidingen hier in Brazilië.

AWS D1.1 – AWS structurele lascode – staal

Deze norm is gewijd aan het lassen van metalen constructies in staal. Er zijn andere "D"'s die zich bezighouden met het lassen van aluminium, roestvrij staal enz ...

Dit document bevat zijn eigen eisen voor kwalificaties, die verplicht zijn wanneer laswerkzaamheden in overeenstemming moeten zijn met AWS D1. 1.

De onderstaande tabel toont de meest voorkomende ontwerp- en fabricagenormen voor apparatuur met de gespecificeerde kwalificatienormen.

Deze en andere codes en specificaties kunnen betrekking hebben op de meest verschillende lasstappen, waaronder bijvoorbeeld materiaalspecificatie (onedel metaal en verbruiksartikelen), gezamenlijk ontwerp en voorbereiding, fabricage van constructies en apparatuur, procedure- en operatorkwalificaties, inspectieprocedures en discontinuïteitsbeoordeling.

Nadat de kwalificatienorm is vastgesteld, kunnen per geval specifieke eisen worden gesteld aan de kwalificatie van procedures en van lassers en lasoperators.

Zoals eerder vermeld, worden kwalificaties gemaakt door de resultaten te evalueren van tests die zijn uitgevoerd op monsters die zijn geëxtraheerd uit teststukken, gelast volgens een vooraf vastgestelde procedure.

Bereiding van proefstukken

De voorbereiding van proefstukken is gebaseerd op de eisen van de toepasselijke kwalificatienorm en de informatie van de te kwalificeren lasprocedure.

Items met betrekking tot de voorbereiding van proefstukken zijn aan elkaar gekoppeld.

De analyse moet dus gezamenlijk zijn, rekening houdend met het feit dat het kleinste aantal proefstukken altijd wenselijk is, binnen de beperkingen van de geldende norm.

Soorten testcoupons

Het proefstuk kan een buis, een plaat of een combinatie hiervan zijn. Het type wordt niet altijd als een essentiële variabele beschouwd, dat wil zeggen een variabele waarvoor bij wijzigingen herkwalificatie noodzakelijk is.

In het algemeen dient het proefstuk representatief te zijn voor de uit te voeren werkzaamheden. Als de kwalificatie voor buislassen is, moet het proefstuk mogelijk een buis zijn, om het aantal benodigde proefstukken te verminderen.

Materiaal van de testbon

Over het algemeen moeten de proefstukken van hetzelfde materiaal zijn als de apparatuur. Om het aantal kwalificaties te verminderen, definiëren de normen uitzonderingen die, waar mogelijk, moeten worden overgenomen.

De normen groeperen materialen om het gebruik van materialen die vergelijkbaar zijn met de te lassen apparatuur te vergemakkelijken. Volgens ASME Sec. IX, moet het proefstuk hetzelfde “P-nummer” hebben als de uitrusting (materialen met dezelfde lasbaarheid worden onder hetzelfde nummer gegroepeerd).

Ook volgens ASME Sec. IX, voor de kwalificatie van lassers mag het materiaal koolstofstaal zijn (nummer P = 1), zelfs als de apparatuur van een ander materiaal is (zie ASME Sec. IX QW-310.4).
De materiaalkeuze moet altijd gebaseerd zijn op de eisen van de normen en, binnen de toegestane uitzonderingen, op de beschikbaarheid en kosten van het materiaal.

Afmetingen van de testbon

Het proefstuk moet afmetingen hebben die het mogelijk maken de voorspelde monsters te verwijderen. Om bijvoorbeeld de lengte van een proefplaat te bepalen, is het noodzakelijk om de hoeveelheid en de breedte van de proefstukken te kennen. De breedte van het proefstuk is afhankelijk van de lengte van de proefstukken.

De AWS D1-standaard. 1 stelt direct de afmetingen vast, zodat alleen de inspecteur het specifieke ontwerp kan identificeren dat moet worden gebruikt.

De ASME Sec. IX toont de verdeling en afmetingen van de specimens afzonderlijk en laat het aan de inspecteur over om de te gebruiken afmetingen vast te stellen.

OPMERKING: Afmetingen zijn aangegeven in mm en vertegenwoordigen minimale afmetingen

Dikte van de testcoupon

Een van de belangrijkste factoren om te bepalen voordat het proefstuk wordt voorbereid, is de dikte van het stuk. Dit komt omdat de dikte van het proefstuk de diktegrenzen bepaalt die door de test worden gekwalificeerd.
Over het algemeen moet de dikte van het proefstuk minstens de helft zijn van de maximale dikte die in de procedure is vastgesteld. In ieder geval is de dikte van het proefstuk representatief voor een bepaald bereik van diktes. De API Std-standaard. 1104, bijvoorbeeld, beperkt de kwalificatie tot bepaalde diktegroepen.

Een juiste keuze van de dikte zal het aantal proefstukken verminderen.

Diameter van de testcoupon

Wanneer het proefstuk een buis is, moet de invloed van de diameter op de geldigheid van de kwalificatie worden geanalyseerd.
Kwalificatienormen verschillen in dit opzicht. Volgens ASME Sec. IX bijvoorbeeld heeft de diameter alleen invloed op de kwalificatie van lassers (zie onderstaande tabel). Wanneer de diameter van de buis een essentiële variabele is, zal deze een reeks diameters vertegenwoordigen, en de keuze moet zo worden gemaakt dat hij het bereik omvat dat door de procedure wordt voorzien.

Lassen Positie:

De functie heeft invloed op de lasenergie en de moeilijkheidsgraad om lassen uit te voeren, en is daarmee direct van invloed op de kwalificatie van procedures en lassers/lasoperators.

Met het oog hierop definiëren de normen de fundamentele posities en het domeinbereik van elke positie, waardoor de positie kan worden bepaald waarin het proefstuk moet worden gelast.

Wanneer de laspositie als een essentiële variabele wordt beschouwd, moet de kwalificatie worden beperkt tot de positie waarin het onderdeel wordt gelast of, volgens de geldende norm, tot twee of meer posities, we hebben bijvoorbeeld de AWS D1 Standard .1.

Geconfronteerd met een specifiek geval wordt nagegaan welke lasposities in de procedure zijn voorzien, of de laspositie een essentiële variabele is voor de lasprocedure in de kwalificatienorm en zo ja, wat de grenzen van de posities zijn.

Lastoevoegmateriaal

De juiste specificatie van het te gebruiken verbruiksmateriaal is gekoppeld aan de integriteit van de lasverbinding, om de mechanische eigenschappen die vereist zijn voor het project te garanderen.

De groepering van verbruiksartikelen is anders gedaan, de API 1104-standaard specificeert 11 groepen, de AWS D1.1-standaard de verbruiksartikelen zijn gecorreleerd met het type basismateriaal, in de ASME-standaard Sectie IX worden de verbruiksartikelen gespecificeerd via nr. F, zoals aangegeven in paragraaf QW 432.

De onderstaande tabel illustreert de groepering van lastoevoegmaterialen volgens API1104 Standard.

Voorbereiding van de te lassen verbinding

De verbindingsvoorbereiding moet representatief zijn voor de werkelijke omstandigheden van de te lassen apparatuur. Zo moeten het type en de afmetingen van de afschuining, de montagehulpmiddelen en de reiniging van de voeg gelijk zijn aan de werkelijke omstandigheden.

Sommige standaarden (bijv. AWS) definiëren het type afschuining als een essentiële variabele. Met het oog hierop kan, afhankelijk van de in de procedure voorziene soorten afschuining, het aantal proefstukken worden beïnvloed.

Verwijdering van monsters

Uit de definitie van het proefstuk dat is gemaakt volgens de informatie van de lasprocedure en de variabelen van de kwalificatienorm, kunnen de eisen met betrekking tot het verwijderen en voorbereiden van de monsters worden bepaald.

Alle eisen zijn nu afhankelijk van het proefstuk en de kwalificatienorm. Van het proefstuk, omdat ze afhankelijk zijn van het type, de dikte en de diameter (voor buizen) van het proefstuk en de kwalificatienorm omdat de normen, ook op dit punt, exclusieve eisen stellen aan de procedurekwalificatie en aan de kwalificatie van lassers en lassers.

Bewijs intrekkingspositie

In het algemeen is de positie van het monsterafname afhankelijk van de kwalificatienorm, het type proefstuk, de diameter van de reageerbuis en de dikte van het proefstuk.

Onderstaande 3 figuren illustreren de positie van demontage van de carrosserieën volgens de eisen van de meest gebruikelijke kwalificatienormen.

Bereiding van monsters

Dit item is van groot belang bij de kwalificatie omdat het afhangt van de validiteit en herhaalbaarheid van de testresultaten.
Het is de verantwoordelijkheid van de lasinspecteur om ervoor te zorgen dat aan de eisen met betrekking tot de afmetingen en afwerking van de monsters wordt voldaan.

Geldigheid van kwalificaties

Zowel bij de kwalificatie van lasprocedures als bij de kwalificatie van lassers en lasoperators verschillen de normen van elkaar in de geldigheid van kwalificaties, dat wil zeggen wanneer een procedure ongeschikt wordt voor gebruik of wanneer een lasser of lasoperator opnieuw moet worden gekwalificeerd.

Het is de taak van de lasinspecteur om ervoor te zorgen dat alleen gekwalificeerde procedures worden gebruikt (zie opmerking hieronder), dat lassers en lasoperators alleen werken aan de diensten waarvoor ze gekwalificeerd zijn en dat ze worden geherkwalificeerd wanneer dat nodig is.

Het is de moeite waard om nogmaals te onthouden dat het feit dat een procedure gekwalificeerd is, geen garantie biedt voor de toepasbaarheid op enig werk. Elk werk heeft zijn eigen criteria en vereisten en technisch oordeel is vereist om een ​​lasprocedure toe te passen.

Kwalificatielimieten worden eerst vastgesteld door middel van lasvariabelen.
Variabelen zijn lasomstandigheden die, indien gewijzigd, de kwaliteit van de lassen beïnvloeden.

Voor het lasproces met gecoate elektroden heeft bijvoorbeeld het overschakelen van een gelijkrichter naar een generatorstroombron normaal geen invloed op de waarschijnlijkheid van het veranderen van de kwaliteit van de lassen en wordt daarom niet beschouwd als een variabele voor dit proces. .

Hoe dan ook, het kan een variabele zijn voor een ander lasproces.

Sommige kwalificatienormen geven alle variabelen hetzelfde belang. Anderen geven er verschillende niveaus van belang aan en classificeren ze in essentiële variabelen en niet-essentiële variabelen.
Elke norm bepaalt specifieke variabelen die van toepassing zijn op elk van de lasprocessen.

Met kennis van de van toepassing zijnde variabelen kan de lasinspecteur bepalen of het lassen goed wordt uitgevoerd.

Essentiële variabelen

Dit zijn variabelen die, indien gewijzigd, herkwalificatie vereisen.

Aanvullende essentiële variabelen

Dit zijn variabelen die, als ze worden gewijzigd, herkwalificatie vereisen, maar hun analyse is alleen nodig als er een vereiste is voor impact op de lasverbinding.

Niet-essentiële variabelen

Dit zijn variabelen die, indien gewijzigd, geen herkwalificatie behoeven. Door een gekwalificeerde procedure te gebruiken en binnen de limieten van de variabelen, moeten ze resulteren in acceptabele lassen, als de lasser geen defecten introduceert. Een verandering buiten de limieten die in de procedure zijn vastgelegd, kan echter de mechanische eigenschappen van de lassen beïnvloeden, zelfs als de lasser de las zonder defecten uitvoert.

Een wijziging in een niet-essentiële variabele vereist nog steeds een herziening van de WPS, maar niet van de WPQR.

Voorbeeld van lasvariabelen

Type lasverbinding

Het type verbinding wordt bepaald rekening houdend met de dikte van het te lassen materiaal. Over het algemeen moet het type verbinding zo worden gebruikt dat de hoeveelheid neergeslagen metaal klein is, waardoor verspilling van lasmetaal, machine- en lastijd wordt vermeden, en ook wordt voorkomen dat er een grote hoeveelheid warmte in het onderdeel komt.

Afschuinhoek:

De afschuinhoek zorgt ervoor dat de elektrode toegang heeft tot gebieden dicht bij de laswortel en vergemakkelijkt het lassen van meerdere passages, waardoor oververhitting van het onderdeel wordt voorkomen. Het moet een variabele afmeting hebben binnen een bepaalde limiet, want als het te "gesloten" is, bemoeilijken ze de rootpass-operatie en als het te "open" is, worden hoge en onnodige hoeveelheden toevoegingsmateriaal gedeponeerd.

Wortelopening

Door de opening van de wortel kan het toevoegmetaal de wortel van de las binnendringen. De opening van de wortel moet ook worden gecontroleerd, want als deze te groot is, kan er sprake zijn van overmatige penetratie van de las of volledige versmelting van de neusvlakken, en dus overlopen van de hele wortel en te klein kan geen penetratie toestaan.

wortel gezicht

Het speelt ook een belangrijke rol bij de penetratie, aangezien het dient als een stevige ondersteuning voor gesmolten metaal. De afmeting ervan moet ook worden gecontroleerd, zodat er een perfecte versmelting van de randen is, en bijgevolg een adequate penetratie.

Gebruik van "steun"

Bij stompe verbindingen in de vlakke positie, om een ​​gecontroleerde penetratie te hebben die onafhankelijk is van de bovengenoemde factoren, wordt de rug gekozen, die dient als een ondersteuning van gesmolten metaal om de gewenste vormen te verkrijgen. Dit type apparaat wordt vaak gebruikt in gewrichten waar toegang tot de andere kant van het gewricht niet beschikbaar is.

WPS-formulier (voorbeeld)

Het WPS-formulier moet de informatie bevatten die is voorzien in de respectieve toepasselijke kwalificatienormen, bijvoorbeeld:

• Identificatie van de kwalificatienorm.
• Schets van de pakking en afschuining.
• Schets van de pasvolgorde (meestal genegeerd om praktische redenen).
• Specificatie, classificatie en handelsmerk van verbruiksartikelen.
• WPS- en WPQR-nummer.
• Regeling van de warmte-inbreng indien van toepassing.
• Speciale vereisten voor het gebruikte verbruiksartikel (zoals het gebruik van het achtervoegsel G).
• Voorverwarmbereik voor gekwalificeerde diktes.
• Datum van voorbereiding en goedkeuring.
• Volledige naam van de verantwoordelijke ingenieur.

Meer informatie over Lassen

Meer weten over lassen? Bezoek mijn Snelle Cursus.

Citaat

Als je een feit of stukje informatie in een opdracht of essay moet opnemen, moet je ook vermelden waar en hoe je dat stukje informatie hebt gevonden (Lasprocedure).

Dat geeft geloofwaardigheid aan je paper en is soms vereist in het hoger onderwijs.

Om je leven (en citeren) gemakkelijker te maken, kopieer en plak je de onderstaande informatie in je opdracht of essay:

Luz, Gelson. Lasprocedure (WPS). Materialen blog. Gelsonluz.com. dd mm jjjj. URL.

Vervang nu dd, mm en jjjj door de dag, maand en jaar waarop u door deze pagina bladert. Vervang ook de URL voor de daadwerkelijke url van deze pagina. Dit citatieformaat is gebaseerd op MLA.