Hướng dẫn EN 1090 - Phần 3

8. Nung nóng trước.

Nung nóng trước được sử dụng để ngăn ngừa các điều kiện như nứt nguội hydro (cũng như hiểu biết về nứt nguội).

8.1 Nung nóng trước.

Nếu nung nóng trước là được yêu cầu, phương pháp này cần phải được bao gồm trong các đặc tính kỹ thuật quy trình hàn và cần phải bao phủ bất kỳ việc hàn đính gá và hàn của các chi tiết đính kèm tạm thời.

EN 1011-2 cung cấp thông tin khinung nóng trước là cần thiết và làm thế nào để tính toán các nhiệt độ được yêu cầu. EN ISO 13916 trình bày các phương pháp đo nhiệt độ và báo cáo. Các tiêu chuẩn này được tóm tắt trong các phần sau.

8.2 Các yêu cầu nung nóng trước

Sự cần thiết phải nung nóng trước phụ thuộc vào thành phần vật liệu, độ dày, nhiệt cung cấp vào từ quá trình hàn và hàm lượng hydro của các bổ xung hàn.

Bảng 7 cung cấp các ví dụ của các chiều dày kết hợp lớn nhất có thể được hàn mà không cần thiết nung nóng trước, cho S275. Đối với EXC1 và EXC 2, nung nóng trước thông thường không được yêu cầu trên các vật liệu lên đến S355 với chiều dày kết hợp lớn nhất là 75mm.

Bảng 7: Các ví dụ của chiều dày kết hợp có thể hàn không nung nóng trước, cấp độ thép S275.

Các quá trình hàn	Nhiệt cung cấp vào (kJ/mm)	Chiều dày kết hợp Max (mm)
Hàn hồ quang tay (MMA)	1.1	20
Lõi chất chảy	2.0	45
Dây đặc	3.0	100

Chiều dày kết hợp là tổng chiều dày của vật liệu cơ bản được tính trung bình trên một khoảng cách 75mm từ đường hàn. Cách tiếp cận này được sử dụng để đánh giá sự tản nhiệt của một liên kết để điều chỉnh tốc độ làm nguội. Các ví dụ đối với một số liên kết điển hình được thể hiện trong Hình 3.

Hình 3. Các ví dụ để xác định chiều dày kết hợp³.

8.3 Xác định nhiệt độ nung nóng trước

Có sự kết hợp một vài phương pháp được sử dụng để xác định các nhiệt độ nung nóng trước cần thiết và chúng được trình bày trong EN1011-2, 2001, Phụ lục C.

8.4 Điểm đo đạc

Nếu chiều dày vật liệu không vượt quá 50 mm, nhiệt độ nung nóng trước (Tp) đo đạc được thực hiện trên bề mặt của chi tiết phải đối diện với thợ hàn. Nhiệt độ được đo tại khoảng cách gấp 4 lần chiều dày vật liệu từ mép dọc của rãnh, lên đến tối đa là 50mm.

Đối với vật liệu chiều dày trên 50 mm, điểm đo nhiệt độ nung nóng trước của kim loại cơ bản được yêu cầu ở một khoảng cách tối thiểu 75mm (hoặc có thoả thuận khác) trong bất kỳ các hướng từ liên kết. Tốt hơn là nhiệt độ được đo trên khuôn mặt đối diện với vùng được nung nóng trước. Nếu điều này là không thể, đo nhiệt độ được thực hiện tại một thời gian sau khi loại bỏ các nguồn nhiệt. Điều này cho phép sự cân bằng của nhiệt độ.

Nếu sự nung nóng là thường xuyên và cố định được sử dụng và không thể tiếp cận vào mặt ngược lại để đo nhiệt độ, đo nhiệt độ được thực hiện ở phía không được che chắn trực tiếp gần kề với chuẩn bị mối hàn.

Đối với các mối hàn nhiều lớp, nhiệt độ các lớp bên trong (Ti) được đo trên kim loại hàn hay trực tiếp liền kề kim loại cơ bản. Nhiệt độ các lớp bên trong cần phải dưới giá trị tối đa trước khi hàn tiếp theo có thể được thực hiện.

8.5 Thời gian đo đạc

Đối với mỗi 25 mm của chiều dày của vật liệu cơ bản, cho phép 2 phút cho đo nhiệt độ để cân bằng trước khi thực hiện đo.

Các nhiệt độ các lớp bên trong được đo trước khi hồ quang chạy qua.

Nếu nhiệt độ duy trì nung nóng trước (Tm) được chỉ định, nó cần phải được theo dõi trong khi các hoạt động hàn bị gián đoạn.

8.6 Kiểm tra thiết bị

Các thông số kỹ thuật quy trình hàn cần phải xác định bằng các thiết bị đo nhiệt độ. Ví dụ:

•         Các vật liệu nhạy cảm nhiệt độ (ví dụ như phấn chì màu hoặc sơn) (Temperature Sensitive - TS)

•         Nhiệt kế tiếp xúc (Contact thermometer - CT)

•         Cặp nhiệt điện (Thermocouple - TE)

•         Các thiết bị quang học hoặc điện cho đo không tiếp xúc (TB).

8.7 Báo cáo kiểm tra

Nếu cần thiết, báo cáo kiểm tra phải định rõ các thông tin tối thiểu sau đây phù hợp với các đặc tính kỹ thuật trong qui trình hàn (WPS):

•         Nhiệt độ nung nóng trước được đo (ºC),

•         Nhiệt độ các lớp bên trong được đo (ºC),

•         Nhiệt độ duy trì nung nóng trước được đo (ºC),

•         Bất kỳ sai lệch so với tiêu chuẩn đã cho, nếu áp dụng

Dưới đây là sự kết hợp của các ví dụ về sự chỉ định được sử dụng trong các báo cáo kiểm tra.

Ví dụ 1

Nhiệt độ nung nóng trước (TP) được đo chỉ một lần theo qui định của tiêu chuẩn này là 155ºC (TP 155) sử dụng một nhiết kế tiếp xúc (CT)

Nhiệt độ EN ISO 13916 – TP155 – CT

Ví dụ 2

Nhiệt độ các lớp bên trong (Ti) được đo nhiều hơn một lần theo quy định của tiêu chuẩn này là 128ºC, 142ºC và 159ºC (Ti 128/160) sử dụng một cặp nhiệt điện (TE)

Nhiệt độ EN ISO 13916 – Ti 128/160 – TE

9. Hàn

Các thông số hàn tiêu chuẩn và các đặc tính kỹ thuật thông thường áp dụng (EN ISO 3834 hoặc EN ISO 14554 khi áp dụng). Phần này bao trùm bất kỳ các phần cụ thể có liên quan đến EN 1090-2, trong các cấp độ thực hiện cụ thể và các chứng nhận trình độ điều phối viên hàn.

Bảng 8: Các phần có liên quan của EN ISO 3834 phù hợp với cấp độ thực hiện¹.

EXC1	Part  4	Các yêu cầu chất lượng sơ cấp
EXC2	Part 3	Các yêu cầu chất lượng tiêu chuẩn
EXC3 và EXC4	Part 2	Các yêu cầu chất lượng toàn diện

9.1 Kế hoạch hàn (Welding plan)

Ngoại trừ EXC1, hàn cần phải được thực hiện với các qui trình được chứng nhận việc sử dụng một qui trình hàn (WPS) phù hợp với các phần có liên quan của EN ISO 15609, EN ISO 14555 hoặc EN ISO 15620.

Các bước sau đây là cần thiết để phát triển một WPS:

1.      Xây dựng một qui trình hàn sơ bộ (pWPS)

2.      Hoàn thành các kiểm tra qui trình hàn.

3.      Hoàn thành báo cáo chứng nhận qui trình hàn (WPQR)

4.      Chuẩn bị các thông số kỹ thuật quy trình hàn (WPS) cho sản xuất dựa trên WPQR.

pWPS có thể dựa trên kinh nghiệm trước đây hoặc sử dụng một số qui trình hàn đã xuất bản có sẵn.

9.2 Chứng nhận của các qui trình hàn

Các mẫu kiểm tra qui trình hàn cần phải được sản xuất dưới sự giám sát của cơ quan thông báo, và sau đó được kiểm tra phù hợp với các tiêu chuẩn có liên quan để chứng nhận.

Các qui trình hàn trước - chứng nhận (pre-qualified welding procedures)

Đối với EXC2 và các vật liệu ≤ S355, nó là chấp nhận  sử dụng các qui trình hàn trước khi được chứng nhận. Đây là những WPSs đã được chứng nhận bởi một cơ quan thông báo.

9.3 Các thợ hàn và những người điều khiển máy hàn

Các thợ hàn cần phải được chứng nhận theo EN 287-1.

Những người điều khiển máy hàn cần phải được chứng nhận theo EN 1418.

Thông tin chi tiết của các chứng nhận thợ hàn và người điều khiển máy hàn cần phải được hồ sơ hóa và lưu trữ.

9.4 Diều phối viên hàn (Thanh tra/Giám sát)

EXC2, EXC3 và EXC4 yêu cầu một điều phối viên hàn được chỉ định. Dựa trên cơ sở tại công trường sản xuất, người này chịu trách nhiệm giám sát các hoạt động hàn. Điều phối viên hàn cần phải có trình độ phù hợp hoặc có kinh nghiệm trong các hoạt động hàn họ giám sát, theo quy định tại tiêu chuẩn EN ISO 14731.

Bảng 9 và Bảng 10 cho thấy các kiến thức kỹ thuật được yêu cầu của các điều phối viên hàn. B - cơ bản, S - tiêu chuẩn và C - toàn diện như quy định trong tiêu chuẩn EN ISO 14731. Xin lưu ý rằng điều phối viên hàn sẽ được đánh giá bởi cơ quan thông báo. Kinh nghiệm và kiến thức về các tiêu chuẩn có liên quan là quan trọng hơn bằng cấp chính thức.

Bảng 9: Kiến thức kỹ thuật điều phối viên hàn – thép carbon kết cấu¹.

EXC	Các thép (nhóm thép)	Tiêu chuẩn tham chiếu	t < 25a	25 < t < 50b	t > 50
EXC2	S235 tới S355 (1.1, 1.2, 1.4)	EN 10025-2, 3, 4, 5 EN 10149-2, 3 EN 10210-1 EN 10219-1	B	S	Cc
	S420 tới S700 (1.3, 2, 3)	EN 10025-3, 4, 6 EN 10149-2, 3 EN 10210-1 EN 10219-1	S	Cd	C
EXC3	S235 tới S355 (1.1, 1.2, 1.4)	Như EXC2	S	C	C
EXC4
	S420 tới S700 (1.3, 2, 3)	Như EXC2	C	C	C
	Tất cả	Tất cả	C	C	C
a) Các tấm đế các các tấm đầu cột                 ≤ 50 mm b) Các tấm đế các các tấm đầu cột ≤ 75 mm c) Đối với thép lên đến và bao gồm cả S275, mức độ S là đủ. d) Đối với các thép N, NL, M và ML, mức độ S là đủ.

Bảng 10: Kiến thức kỹ thuật điều phối viên hàn – các thép không gỉ¹.

EXC	Các thép (nhóm thép)	Tiêu chuẩn tham chiếu	t < 25	25 < t < 50	t > 50
EXC	Austenit (8)	EN 10088-2, Bảng 3 EN 10088-3, Bảng 4 EN 10296-2, Bảng 1 EN 10297-2, Bảng 2	B	S	Cc
	Austenit-ferrit (10)	EN 10088-2, Bảng 4 EN 10088-3, Bảng 5 EN 10296-2, Bảng 1 EN 10297-2, Bảng 3	S	C	C
EXC3	Austenit (8)	Như EXC2	S	C	C
EXC4	Austenit-ferrit (10)	Như EXC2	C	C	C
	Tất cả	Tất cả	C	C	C

9.5 Chuẩn bị liên kết

Chuẩn bị liên kết phải phù hợp với quá trình hàn và được xác định trong WPS, cùng với các dung sai cho chuẩn bị liên kết và tổ hợp.

Chế tạo trước (xưởng) các lớp lót thường không được lại trên các bề mặt nóng chảy ngoại trừ :

•      Các lớp lót không ảnh hưởng xấu đến quá trình hàn - điều này áp dụng cho EXC1 và EXC2

•      Các kiểm tra tay nghề phải được sử dụng đầy đủ các lớp lót như vậy - điều này áp dụng cho EXC3 và EXC4

EN ISO 17652-2 mô tả các kiểm tra để đánh giá sự ảnh hưởng của các lớp lót tại xưởng tới khả năng.

9.6 Lưu trữ và xử lý của các bổ xung hàn

Các bổ xung hàn phải được lưu trữ, được xử lý và được sử dụng theo các khuyến cáo của nhà sản xuất.

9.7 Bảo vệ thời tiết

Cả hai thợ hàn và khu vực làm việc phải được bảo vệ đầy đủ chống lại các tác động của gió, mưa và tuyết. Các bề mặt cần hàn phải được duy trì khô và không có nước ngưng tụ. Nếu nhiệt độ của vật liệu giảm xuống dưới 5°C, nung nóng thích hợp cần phải được cung cấp.

9.8 Các mối hàn đính

EXC2, ECX3 và EXC4 yêu cầu mối hàn đính được bao gồm trong một quy trình hàn được chứng nhận.

9.9 Các mối hàn giáp mối

EXC3 và EXC4 (cũng như EXC2 nếu được chỉ định) yêu cầu sử dụng các miếng chạy đầu/chạy cuối (run-on/run-off) để đảm bảo chiều dày mối hàn đầy đủ tại mép. Vật liệu được sử dụng phải không có khả năng hàn là thấp hơn so với kim loại cơ bản.

9.10 Thực hiện hàn

Các biện pháp phòng ngừa phải được thực hiện để tránh hồ quang bị lệch. Nếu hồ quang bị lệch xảy ra, bề mặt của thép cần phải được mài nhẵn và được kiểm tra. Ngoài kiểm tra bằng mắt (VT) cần phải được bổ sung các kiểm tra thẩm thấu (PT) hoặc kiểm tra bột từ (MT).

Biện pháp phòng ngừa cũng cần phải được thực hiện để tránh bắn tóe mối hàn. Đối với EXC3 và EXC4, nó cần phải được loại bỏ bằng mài nhẵn.

Bất kỳ không hoàn hảo có thể nhìn thấy mà không được phép như các vết nứt và các lỗ rỗng phải được loại bỏ từ mỗi lớp hàn trước khi kết tủa của lớp hàn tiếp theo.

Trước khi thực hiện lớp hàn tiếp theo, tất cả xỉ cần phải được loại bỏ khỏi bề mặt của lớp hàn trước đó. Cũng như xỉ phải được loại bỏ khỏi bề mặt của mối hàn kết thúc. Chú ý đặc biệt cần phải được bù cho các chỗ nối giữa mối hàn và kim loại cơ bản.

9.11 Tiêu chí chấp nhận

Trừ khi có quy định khác, các tiêu chí chấp nhận sự không hoàn hảo cho mối hàn được đưa ra trong Bảng 11.

Bảng 11: Các cấp độ chất lượng của cấp độ thực hiện theo EN ISO 5817¹.

EXC1	Cấp độ chất lượng D “các yêu cầu chất lượng sơ cấp”
EXC2	Nói chung cấp độ chất lượng C với các trường hợp ngoại lệ sau đây : cấp chất lượng D cho “Cháy cạnh” (5011, 5012), “Chồng phủ” (506), “Lạc hồ quang” (601) và “Rỗ ống kết thúc” (2025)
EXC3	Cấp độ chất lượng B
EXC4	Cấp độ chất lượng B+ (Xem EN 1090-2:2008. Yêu cầu chất lượng toàn diện)

9.12 Hàn của các thép ferrit và các thép không gỉ

Hàn hồ quang của các thép ferrit và các thép không gỉ được thực hiện theo những yêu cầu và khuyến ​​nghị của EN 1011-1, EN 1011-2, EN 1011-3 với những bổ xung/sửa đổi như trong Bảng 12 và 13.

Bảng 12: Những bổ xung/sửa đổi theo EN 1011-1

Điều khoản	Đoạn
13	1	Bổ xung	Hỏa kế tiếp xúc được sử dụng để đo nhiệt độ trừ khi các phương pháp khác được quy định. Phấn chì màu hiển thị nhiệt độ sẽ không được sử dụng.
19		Bổ xung	Các hồ sơ chứng nhận qui trình hàn và WPSs liên quan mà không bao gồm hệ số hiệu suất nhiệt trong tính toán nhiệt cung cấp vào có thể được sử dụng với điều kiện là nhiệt cung cấp vào được điều chỉnh phù hợp với hệ số hiệu suất nhiệt thích hợp.

Bảng 13: Những bổ xung/sửa đổi theo EN 1011-3

Điều khoản	Đoạn
7.1	1	Sửa đổi	Bề mặt cuối cùng được yêu cầu của các khu vực hàn sẽ được xác định. Nó sẽ được xác định nếu các màng mỏng oxide có màu sắc được hình thành trong khi hàn sẽ phải được loại bỏ. Do đó cân nhắc nên đưa ra chống ăn mòn, yếu tố tác động bên ngoài, thẩm mỹ và hậu quả của mài giũa/gọt đẽo và làm sạch vùng mối hàn. Tất cả xỉ kèm theo với hàn phải được loại bỏ trừ khi có quy định khác. Sẽ không được sử dụng.
7.1	5	Sửa đổi	Sau khi chuẩn bị các bề mặt liên kết, quá trình oxy hóa, tôi cứng và sự nhiễm tạp chất nói chung từ các quá trình cắt nhiệt có thể cần phải được loại bỏ bằng gia công cơ khí tới độ sâu đầy đủ từ mặt cắt. Trong quá trình cắt, vết nứt có thể xảy ra; các vết nứt phải được loại bỏ trước khi hàn.
7.3	3	Bổ xung	Tại phần đầu của từng đoạn : Tấm lót mặt sau bằng đồng sẽ không được sử dụng trừ khi có quy định khác.
10		Bổ xung	Sự thận trọng thích hợp sẽ được thực hiện trong việc xử lý tất cả các vật liệu làm sạch sau hàn
A.1.2	1	Sửa đổi	Cấu trúc micro gần đúng, sẽ hình thành trong kim loại mối hàn, có thể được chỉ ra từ sự cân bằng của các phần tử ổn định ferrite và austenite sử dụng biểu đồ Schaeffler, DeLong, WRC hoặc Espy. Nếu được sử dụng, sơ đồ phù hợp sẽ được ghi rõ.
A.2.2	4	Sửa đổi	Các biểu đồ Schaeffler, DeLong, WRC hoặc Espy có thể được sử dụng để chứng tỏ nếu bổ xung hàn sẽ cung cấp hàm lượng ferrite chính xác, dùng hiệu ứng pha loãng đưa vào tính toán. Nếu được sử dụng, sơ đồ phù hợp sẽ được ghi rõ.
A.4.1		Bổ xung	Các mối nối được hàn sẽ không phải xử lý nhiệt sau khi hàn ngoại trừ được thực hiện bởi đặc tính kỹ thuật.
C.4		Bổ xung	Các mối nối được hàn sẽ không phải xử lý nhiệt sau khi hàn ngoại trừ được thực hiện bởi đặc tính kỹ thuật.

(Dipl.Eng-IWE/RWE- Nguyễn Duy Ninh)

Đọc thêm các bài :

Hướng dẫn EN 1090 - Phần 1
Hướng dẫn EN 1090 - Phần 2
Hướng dẫn EN 1090 - Phần 3
Hướng dẫn EN 1090 - Phần 4