کنترل کیفیت جوشکاری اجزای مبدل‌های حرارتی Shell & Tube – دستورالعمل‌ها، تست‌ها و NDT
آنچه در این پست میخوانید
- اهمیت جوشکاری در مبدل‌های Shell & Tube
- ۱. دستورالعمل‌های جوشکاری (WPS و PQR)
- ۲. تأیید صلاحیت جوشکار (Welder Qualification Test)
- ۳. بازرسی حین جوشکاری (Welding Inspection)
- ۴. آزمون‌های غیرمخرب (NDT) در جوشکاری مبدل‌ها
- ۵. بخش‌های حساس در جوشکاری مبدل حرارتی
- ۶. اشتباهات رایج در کنترل کیفیت جوشکاری
- جمع‌بندی
- سوالات پرتکرار (FAQ)
اهمیت جوشکاری در مبدل‌های Shell & Tube
بخش‌های کلیدی این تجهیزات شامل پوسته (Shell)، لوله‌ها (Tubes)، تیوب شیت (Tube Sheet)، هدها (Heads)، ساپورت‌ها و نازل‌ها همگی توسط عملیات جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. کیفیت جوش در این نقاط مستقیماً با ایمنی، کارایی و عمر مفید مبدل در ارتباط است.
۱. دستورالعمل‌های جوشکاری (WPS و PQR)
WPS (Welding Procedure Specification)
یک سند رسمی است که جزئیات کامل روش جوشکاری را مشخص می‌کند، شامل:
- نوع فرآیند جوشکاری (SMAW, GTAW, SAW و …)
- نوع الکترود یا سیم جوش
- جنس متریال پایه (Carbon Steel, Stainless Steel, Alloy Steel و …)
- پارامترهای عملیاتی (آمپر، ولتاژ، پیش‌گرم و …)
PQR (Procedure Qualification Record)
سندی است که نتایج تست‌های انجام‌شده روی یک جوش آزمایشی را ثبت می‌کند تا نشان دهد WPS تدوین‌شده قابل اجرا و قابل اعتماد است.
نکته: در پروژه‌های بزرگ معمولاً بر اساس استاندارد ASME Section IX این مدارک تهیه و تأیید می‌شوند.
۲. تأیید صلاحیت جوشکار (Welder Qualification Test)
قبل از اینکه جوشکار روی مبدل کار کند، باید آزمون صلاحیت را بگذراند.
این آزمون شامل:
- جوشکاری نمونه طبق WPS مشخص‌شده
- انجام تست‌های مکانیکی (تست کشش، خمش و ضربه)
- در صورت نیاز، تست‌های غیرمخرب (RT یا UT)
اگر نتایج مورد قبول باشد، جوشکار Qualified شناخته می‌شود.
۳. بازرسی حین جوشکاری (Welding Inspection)
بازرس جوش موظف است در مراحل زیر حضور فعال داشته باشد:
- بررسی آماده‌سازی سطوح و تمیزی اتصال
- کنترل پیش‌گرم یا دمای بین‌پاسی
- نظارت بر انتخاب صحیح الکترود یا فیلر
- بررسی اندازه و شکل پاس‌های جوش
- اطمینان از اجرای صحیح WPS
۴. آزمون‌های غیرمخرب (NDT) در جوشکاری مبدل‌ها
بر اساس طراحی و استاندارد (معمولاً ASME Section VIII Div.1 و TEMA)، برخی تست‌های غیرمخرب روی جوش‌ها الزامی است:
- VT (Visual Testing): اولین و ساده‌ترین تست – بررسی ظاهری جوش
- PT (Liquid Penetrant Test): برای تشخیص ترک‌های سطحی، مخصوصاً در استنلس استیل
- MT (Magnetic Particle Test): برای ترک‌های سطحی و زیرسطحی در متریال‌های فرومغناطیس
- RT (Radiographic Test): بررسی عیوب حجمی مانند تخلخل و عدم ذوب
- UT (Ultrasonic Test): ارزیابی عمقی عیوب در مناطق بحرانی
۵. بخش‌های حساس در جوشکاری مبدل حرارتی
- Tube to Tube Sheet Welding: حساس‌ترین بخش، چون نشتی در این ناحیه کارکرد کل تجهیز را مختل می‌کند.
- Shell to Head Welding: تحمل فشار بالا نیازمند کنترل دقیق است.
- Nozzle Attachments: محل ورود و خروج سیالات، معمولاً تحت تنش‌های مکانیکی زیادی قرار دارند.
۶. اشتباهات رایج در کنترل کیفیت جوشکاری
- عدم استفاده از WPS معتبر
- مستندسازی ناقص تست‌های جوشکار
- نادیده گرفتن پیش‌گرم یا PWHT (تنش‌زدایی پس از جوش)
- انجام ناقص یا سطحی آزمون‌های NDT
- بی‌توجهی به مستندات استانداردی مثل ASME, TEMA و API
جمع‌بندی
کنترل کیفیت جوشکاری در مبدل‌های حرارتی Shell & Tube تنها یک الزام استانداردی نیست، بلکه کلید ایمنی، طول عمر و بهره‌وری تجهیز است.
با اجرای دقیق WPS و PQR، تست جوشکاران، نظارت مستمر و استفاده از روش‌های NDT، می‌توان ریسک بروز نشتی و خرابی‌های پرهزینه را به حداقل رساند.
سوالات پرتکرار (FAQ)
- آیا همه جوش‌ها در مبدل حرارتی نیازمند NDT هستند؟
خیر، نوع و میزان NDT بر اساس کد طراحی (ASME VIII, TEMA) و حساسیت اتصال مشخص می‌شود.
- کدام بخش از مبدل بیشترین حساسیت را در جوشکاری دارد؟
اتصال Tube به Tube Sheet به دلیل احتمال نشتی بیشترین اهمیت را دارد.
- آیا جوشکار باید برای هر پروژه مجدد تست بدهد؟
در صورت تغییر WPS یا شرایط پروژه، بله. اما در برخی موارد اگر صلاحیت جوشکار هنوز معتبر باشد، نیاز به تکرار نیست.
