نشریه شماره   207   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

استــاندارد WPS در جوشكــاري

* آيدين روشن

استانداردهاي مختلفي براي کنترل کيفي و چگونگي اجراي عمليات جوشکاري وجود دارد، اما تقريبا تمامي کدها و استانداردهاي موجود، براي اجراي عمليات جوشکاري بر يک متريال را بر اساس يک دستورالعمل جوش WPS تائيد شده الزام کردهاند. فرايند استانداردي که متأسفانه در اجراي اتصالات بر روي اسکلت فلزي در ساختمانسازي به هيچ عنوان در ايران رعايت نميگردد، درصورتي که هر اتصال بايد داراي يک WPS بر اساس الزامات کد مربوطه داراي يک PQR باشند. از طرفي تدوين يک PQR داراي مراحل مختلفي است که کاري زمان بر و پر هزينهاست. از توضيحات ارائه شده چنين استنباط ميشود که تدوين مستندات جوشکاري، کاري بسيار مشکل است- که در بسياري موارد چنين نيز هست.

از ديرباز تدوين استاندارد جوشكاري در بسياري از صنايع حساس، به صورت حرفهاي و علمي تدوين نشده بود و درگذر زمان شاهد عواقب آن بودهايم. ازآنجاکه به دليل گستره علم مهندسي مواد و تکنولوژي جوش، ايران نسبت به ساير کشورهاي صنعتي دنيا به مراتب عقبتر است، شاهد آن هستيم که در بعضي از کشورها اين تکنولوژي به صورت کاملا انحصاري درآمده است؛ مثلا در ايالات متحده، استاندارد تدوين شده در يک فرايند ابتدا در صنايع و سازمانهايي مانند ناسا مورداستفاده قرار ميگيرد و تا تدوين استاندارد جديد نزد خود نگه ميدارند. بعد از تدوين استاندارد جديد، استاندارد منسوخ پيشين را بعد از گذشت نزديك به هفت سال در ازاي گرفتن امتيازاتي ارائه ميدهند.

اهميت WPS

اما برخلاف ساختمانسازي با اسکلت فلزي نياز استاندارد WPS در صنايع حساس مانند نفت، گاز، پتروشيمي، هوافضا، صنايع دفاعي و دريايي و كاملا به اثبات رسيدهاست. تخريب سازههاي ناموفق بعد از مدتي، نشت مواد پتروشيمي، نفت، گاز، انفجار خطوط انتقال مواد نفتي، انفجار مخازن تحت فشار، شکست و تنش در مقاطع و اتصالات جوشي در هواپيماها، موشکها، کشتيها، زيردرياييها و مهندسان را به فکر برنامهريزي و تدوين يک نسخه و تحقيقات براي جلوگيري و تمهيدات بهتر سازههاي خود انداخت تا استانداردهاي خود را با WPS تدوين كنند.

امروزه در اجراي سازههاي فلزي دنيا بدون نظر مهندس جوش و WPS سازهاي اجرا نميشود. گرچه به دليل زلزله خيز بودن ايران و قرارگيري بسياري از كلان شهرهاي كشور بر روي گسلهاي زلزله اصول مهندسي جوش در ساختمانسازي و انبوهسازي محلي از اعراب ندارد و سازندگان بدون در نظر گرفتن بافت شهري و جغرافيايي به ساخت در کوچههاي باريک ميپردازند كه در هنگام زلزله عواقب ناگواري به دنبال خواهد داشت.

نمونهاي از آن زلزله نورث ريچ (1994) است كه بسياري از اتصالات، در محل درز جوش اتصال و فلز مادر دچار ترک يا بعضا شکستگي شد. نمونه ديگر كشتي تايتانيك است كه بعد از بررسي روي لاشه ديده شد كه تمامي شكستها از محل درز جوشها و اتصالات فلز مادر بودهاست.

سازمان نظام مهندسي و WPS

اجراي يک فرايند بدون WPS آن هم با دانش امروزي مهندسي جوش به هيچ عنوان امکان پذير نيست، مانند تجويز دارو بدون نسخه متخصص و دريافت آن براي ترميم بيماري است؛ گرچه ممکن است به صورت موقت علائم ظاهري را بهبود بخشد، ولي در کوتاه مدت شاهد تخريب اساسي و جبران ناپذير به سيستم داخلي و ظاهري انسان خواهيم بود.

بهتر اين است كه سازمان نظام مهندسي ساختمان ايران براي اجراي با کيفيت در اصول سازهاي خود تعامل سازندهاي با انجمن ملي جوش و آزمايشگاه غير مخرب ايران داشته باشد و مهندسان خود را، ملزم به فراگيري WPS كنند و يا از مهندسين جوش در اجراي سازههاي خود مانند نفت و گاز و پتروشيمي بهره بگيرند تا شاهد کيفيت بالاتر و ضريب اطمينان بالاتر در اجراي اتصالات جوشي خود باشد. به همين منظور برخي مؤسسات استاندارد اقدام به ارائه راهکارهايي جهت کاستن از اين مشکلات نمودهاند. ازجمله اين راهکارها تدوين دستورالعملهاي جوش از قبل تائيد شده (‌Pre Qualified WPS‌) در برخي کدها مانند AWS‌- D1/1 است که مصارف مشخص و محدود به کاربرد کد مربوطه دارند. راهکار ديگري که مصرف گستردهتري دارد انتشار WPS‌هاي استاندارد است. بدين ترتيب که سازمان AWS بر اساس ميزان کاربرد، کدهايي را تدوين نموده که شامل اطلاعات و پارامترهاي دستورالعمل جوش براي موارد پرکاربرد است. اين کدها بر اساس نوع ماده، فرآيند جوشکاري، ضخامت قطعه و الکترود مصرفي دسته بندي ميشوند. براي هر يک از WPS‌هاي استاندارد نيز (‌Procedure Qualification Record‌ ( PQR يا فرم ارزيابي روند جوشكاري لازم وجود دارد كه شماره آن در کد مربوطه آمدهاست. بنابراين در صورتي که پارامترهاي WPS تدوين شده توسط سازنده، در محدوده تعيين شده توسط يکي از اين کدها باشد، تحت شرايطي ديگر نيازي به تهيه PQR مجزا نيست.

خوشبختانه کد ASME نيز استفاده از دستورالعملهاي استاندارد AWS را تحت شرايطي که در ASME IX آوردهاست، مجاز ميداند. اين شرايط اگرچه سختگيرانهتر از شرايط AWS است، اما به هرحال کار را از حالت عادي بسيار سادهتر کرده و نياز به PQR را در بسياري موارد برطرف ميسازد. ازجمله شرايط استفاده از اين کدها در ASME اين است که سازنده بايد براي هر کد دستورالعمل استاندارد يک نمونه با ثبت کليه پارامترهاي جوشکاري تهيه کرده و تحت بازرسي چشمي، تستهاي مکانيکي يا غير مخرب قرار دهد که در صورت تائيد نمونه ميتواند از آن دستورالعمل براي اتصالات ديگري که در محدوده آن قرار ميگيرند, بدون تهيه PQR استفاده نمود.

     *کارشناس مواد ( جوش و سازه)