Quy trình hàn thường được gọi tắt là WPS và là văn bản mô tả quy cách thực hiện công việc hàn trong thực tế sản xuất. Mục đích của nó là để hỗ trợ cho công việc lập kế hoạch và kiểm soát chất lượng hàn. WPS được khuyến cáo áp dụng cho tất cả các quá trình hàn và hầu hết các quy phạm hay tiêu chuẩn đều đưa yêu cầu này là bắt buộc. Mời các bạn cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.

Nội dung chính gồm

 Diễn giải khái niệm cơ bản trong lĩnh lực hàn:

•  Quy trình hàn (WPS – Welding Procedure Specification).
•  Báo cáo phê chuẩn quy trình (PQR – Procedure Qualification Record).
•  Báo cáo phê chuẩn thợ hàn (WPQR – Welder Performance Qualification Record)

Giới thiệu chung

Nghề hàn yêu cầu cần phải có kỹ năng. Việc xác định xem “hàn như thế nào” yêu cầu cần phải có kiến thức nhất định liên quan đến vật liệu cơ bản được hàn và loại quá trình/phương pháp hàn,…và một số các yếu tố liên quan khác. Do trong thực tế sản xuất hàn, có rất nhiều các yếu tố cùng tham gia vào quá trình hàn và và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như chất lượng. 

Chính vì đó mà kiến thức/trình độ của kỹ sư hàn và kỹ năng của người thợ hàn phải được đánh giá thông qua một loạt các phép thử/kiểm tra. Tất cả những thông tin đó đều phải được văn bản hóa và thể hiện trong các tài liệu như Quy trình hàn – WPS (Welding Procedure Specification), Báo cáo phê chuẩn quy trình hàn – PQR (Procedure Qualification Record), Báo cáo phê chuẩn thợ hàn – WPQR (Welder Performance Qualification Record) và các báo cáo kiểm tra/thử nghiệm – Test Report.

Quy trình hàn (WPS) là gì?

Quy trình hàn thường được gọi tắt là WPS và là văn bản mô tả quy cách thực hiện công việc hàn trong thực tế sản xuất. Mục đích của nó là để hỗ trợ cho công việc lập kế hoạch và kiểm soát chất lượng hàn. WPS được khuyến cáo áp dụng cho tất cả các quá trình hàn và hầu hết các quy phạm hay tiêu chuẩn đều đưa yêu cầu này là bắt buộc.

Báo cáo phê chuẩn quy trình hàn (PQR) là gì?

PQR được yêu cầu khi nó cần thiết dùng cho việc chứng minh nhà máy/đơn vị sản xuất có đủ năng lực tạo ra liên kết hàn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về cơ tính và tính chất kim loại học.

Quy trình hàn phải được phê chuẩn theo các yêu cầu kĩ thuật nêu ra trong tiêu chuẩn (Standard)/quy phạm (Code) hàn. Ví dụ như trong quy phạm ASME Sec IX, các bước trong một báo cáo quy trình hàn được quy định như sau:

1. Xây dựng một Quy trình hàn (WPS) như nêu ở trên,.
2. Hàn một mẫu theo đúng các yêu cầu kỹ thuật. Việc gá lắp liên kết, hàn và kiểm tra ngoại dạng (visual) mối hàn hoàn thiện phải được chứng kiến bởi một Thanh tra hàn có chứng chỉ được cấp bởi Hiệp hội hàn Mỹ - AWS ở trình độ CWI hoặc bởi một đơn vị thanh tra độc lập. Những thông số hàn sử dụng trong quá trình hàn mẫu như dòng điện hàn, nhiệt độ nung nóng sơ bộ (pre-heat),…phải được ghi chép lại một cách đầy đủ trong quá trình thực hiện.
3. Khi hàn xong, mẫu hàn phải được chuyển qua kiểm tra phá hủy (DT) và không phá hủy (NDT/NDE) như chụp ảnh phóng xạ (RT) và thử cơ tính (mechanical test) như đã nêu trong tiêu chuẩn hay quy phạm áp dụng. Công việc này phải được thực hiện bởi phòng thí nghiệm/thử nghiệm đã được phê chuẩn. Việc mời một đơn vị thanh tra độc lập chứng kiến toàn bộ quá trình thử nghiệm có thể được yêu cầu và xem xét đọc tất cả các phim chụp RT.
4. Nếu kết quả kiểm tra đạt yêu cầu thì phải lập thành văn bản với chữ ký và đóng dấu xác nhận của người thực hiện công việc kiểm tra.

Thông tin gì cần có trong WPS và PQR?

Thông tin chi tiết và đầy đủ sẽ giúp cho mọi nhận lực có liên quan đến công việc hàn (thợ hàn, giám sát hàn, thanh tra hàn hay kỹ sư hàn,…) có thể áp dụng đúng và tạo ra mối hàn đạt chất lượng yêu cầu. Lượng thông tin cũng như mức độ kiểm soát chất lượng được quy định trong một Quy trình hàn (WPS) phụ thuộc vào ứng dụng và tiêu chí kỹ thuật chấp nhận của liên kết hàn.

Đối với WPS, trong hầu hết các ứng dụng thì thông tin yêu cầu thường tương tự như thông tin có trong báo cáo PQR, ngoại trừ một số thông số được mở rộng cho một dải phạm vi áp dụng như phạm vi chiều dày, đường kính, dòng điện hàn, nhóm vật liệu,…hay loại liên kết.

Nếu WPS được sử dụng cùng với PQR thì các dải phạm vi áp dụng trong WPS cần phải tuân thủ theo dải phạm vi được phê chuẩn bởi PQR.

Trong thực tế sản xuất, cần cẩn trọng khi đưa ra dải phạm vi áp dụng nhằm bảo đảm tính khả thi cũng như khả năng đáp ứng công nghệ của lực lượng tham gia sản xuất.

Quy trình hàn mẫu – Prequalified WPS là gì?

Một số tiêu chuẩn/quy chuẩn như AWS D1.1 cho phép sử dụng Quy trình hàn mẫu – Prequalified WPS mà được xây dựng dựa trên các quy chuẩn đã được đánh giá bảo đảm đạt được yêu cầu kỹ thuật về cơ tính và tính chất kim loại. Với các Quy trình hàn mẫu, sẽ không yêu cầu phải thực hiện việc làm báo cáo phê chuẩn quy trình PQR. 

Tuy nhiên, Bộ thông số công nghệ trong Quy trình hàn mẫu có dải phạm vi áp dụng nhất định riêng cho từng loại mối hàn và khi những thông số hàn vượt ra ngoài dải phạm vi đó thì Quy trình hàn (WPS) cần phải thực hiện phê chuẩn PQR.

Quy trình hàn tiêu chuẩn – SWPSs là gì?

Để tiêu chuẩn và đồng bộ hóa quá trình phê chuẩn WPS, AWS đã thiết lập ra bộ các Quy trình hàn tiêu chuẩn, viết tắt theo thuật ngữ tiếng Anh là SWPSs – Standard Welding Procedure Specifications. 

Thông số kỹ thuật trong bộ tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên kinh nghiệm tích lũy từ công nghiệp sản xuất và từ các chuyên gia. Đối với bộ Quy trình hàn tiêu chuẩn này, không cần phải thực hiện việc phê chuẩn (PQR) do chúng được xây dựng dựa trên một số lượng lớn các PQR đã thực hiện.

Khi sử dụng SWPSs mà được chấp nhận bởi tiêu chuẩn/quy phạm đang áp dụng thì đơn vị sản xuất sẽ không cần phải thực hiện việc Phê chuẩn quy trình hàn. Doanh nghiệp sản xuất có thể mua bộ Quy trình hàn mẫu từ Hiệp hội hàn Hoa Kỳ (American Welding Society – www.aws.org) để sử dụng không giới hạn trong nội bộ.

Báo cáo phê chuẩn thợ hàn – WPQR (Welder Performance Qualification Record)

Khi mà quy trình sản xuất đã được phê duyệt, việc tiếp theo là phê chuẩn tất cả những thợ hàn tham gia công việc này có đủ kiến thức và kỹ năng để tạo ra liên kết hàn đạt chất lượng. Nếu người thợ hàn chính là người tham gia vào việc phê chuẩn quy trình hàn thì sẽ tự động được phê chuẩn. Những người thợ hàn khác phải được phê chuẩn theo một quy trình phù hợp với tiêu chuẩn hay quy phạm áp dụng.

Dưới đây là những quy định về việc phê chuẩn thợ hàn theo ASME Sec IX:

1. Hoàn thiện một bài thi như đề cập ở trên. Bài thi cần được lựa chọn phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế và vị trí/tư thế mẫu hàn nên đúng như vị trí/tư thế của mối hàn sẽ được tạo ra trong sản xuất.
2. Mức trình độ phê chuẩn cao nhất đó là hàn ống đặt nghiêng 45^o không quay (vị trí 6G) có thể chấp chận cho tất cả các vị trí hàn trong thực tế trừ hàn theo hướng từ trên xuống (Vertical Down)
3. Kiểm tra mối hàn hoàn thiện theo tiêu chuẩn/quy phạm có liên quan nhằm bảo đảm rằng mối hàn đạt yêu cầu ngoại dạng.
4. Đối với liên kết hàn giáp mối, thông thường sau khi kiểm tra ngoại dạng thì cần tiếp tục kiểm tra bằng chụp phim (RT) hoặc thử uốn.
5. Sau khi hoàn thiện các bước kiểm tra, cần thiết phải hình thành biên bản xác nhận bởi thanh tra hàn hay cán bộ thẩm định của cơ quan đăng kiểm.
6. Lưu ý rằng mọi thay đổi mà yêu cầu có một quy trình hàn mới cũng có thể áp dụng cho việc phê chuẩn thợ hàn, tham khảo theo tiêu chuẩn/quy phạm áp dụng để có được thông tin chính xác.

Tiêu chuẩn chấp nhận

Thông thường, chất lượng mối hàn có thể được đánh giá thông qua ngoại dạng. Chân mối hàn phải được ngấu hoàn toàn dọc theo chiều dài đường hàn, biên dạng mề mặt mối hàn chuyển tiếp đều sang bề mặt kim loại cơ bản và không phát hiện thấy khuyết tật,… Việc đánh giá các tiêu chí đó như thế nào là đạt yêu cầu thì cần căn cứ theo Tiêu chí/Tiêu chuẩn chấp nhận.

Tài liệu

Những tài liệu cần có để thực hiện công việc hàn bảo đảm chất lượng:

1. Quy trình hàn – WPS (Welding Procedure Specification), Báo cáo phê chuẩn quy trình hàn – PQR (Procedure Qualification Record), Báo cáo kiểm tra của phòng thí nghiệm độc lập đối với PQR – Test Report, và Báo cáo kiểm tra của phòng thí nghiệm độc lập đối với WPQR; HOẶC
2. Quy trình hàn mẫu – Pre-qualified WPS (chỉ áp dụng theo một số tiêu chuẩn/quy phạm), Báo cáo phê chuẩn thợ hàn (WPQR), và Báo cáo kiểm tra của phòng thí nghiệm độc lập đối với WPQR; HOẶC
3. Bộ quy trình hàn tiêu chuẩn – SWPS, Báo cáo phê chuẩn thợ hàn (WPQR), và Báo cáo kiểm tra của phòng thí nghiệm độc lập đối với WPQR;

Kiểm tra PQR/WPQR

Những phương pháp kiểm tra sau đây có thể được yêu cầu thực hiện bởi một phòng thí nghiệm độc lập đối với mẫu hàn PQR và WPQR:

• Weld Visual Examination by a AWS Certified Welding Inspector (Kiểm tra ngoại dạng – được thực hiện bởi Thanh tra hàn CWI/AWS)
• Bend Test (Thử uốn)
• Hardness Test (Thử độ cứng)
• Transverse Tensile Test (Thử độ bền kéo ngang)
• All Weld Metal Tensile Test (Thử độ bền kéo vùng kim loại mối hàn)
• Charpy Impact Test (Thử độ dai va đập)
• Weld Metal Chemical Analysis (Phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn)
• Macroetch Test (Thử Macro – ăn mòn bề mặt mặt cắt ngang mối hàn)
• Torque Test (Thử xoắn)
• Peel Test (Thử tách lớp bề mặt)
• Nick Break Test (Thử phá hủy khía rãnh)
• Radiography Test (Chụp phim)
• Ultrasonic Test (Kiểm tra siêu âm)

Đo và kiểm tra mối hàn

Ngoài những phương pháp kiểm tra như liệt kê ở trên, doanh nghiệp sản xuất cũng có thể yêu cầu thanh tra độc lập bởi cá nhận có chứng nhận năng lực như sau:

•  Visual Inspection by AWS Certified Welding Inspector (CWI)
•  Radiographic Testing by Level II personnel certified as per SNT-TC-1A
•  Ultrasonic Testing by Level II personnel certified as per SNT-TC-1A
•  Magnetic Particle Testing by Level II personnel certified as per SNT-TC-1A
•  Penetrant Testing by Level II personnel certified as per SNT-TC-1A

Double Good / DGWelding Div có đầy đủ đội ngũ nhân lực có chứng chỉ quốc tế để thực hiện toàn bộ quá trình thực hiện liên quan đến WPS/PQR/WPQR. Hãy liên hệ cho chúng tôi theo số hotline để được tư vấn các vấn đề về hàn.