Hướng dẫn nhà máy hàn giá: Tránh các khuyết tật mối hàn trong kết cấu thép

Các giá chứa hàng mang tải nặng ngày này qua ngày khác, thường là trong nhiều thập kỷ. Các mối hàn giữ dầm và cột thẳng đứng của chúng với nhau hiếm khi được nhìn thấy khi giá đỡ được đưa vào sử dụng, tuy nhiên một sai sót tiềm ẩn duy nhất có thể làm tổn hại đến toàn bộ cấu trúc. Khi người mua so sánh báo giá từ một nhà máy hàn giá , đơn giá chỉ nói lên một phần câu chuyện. Hệ thống ngăn ngừa khuyết tật đằng sau mỗi mối hàn sẽ cho biết phần còn lại.

Hướng dẫn này trình bày các khuyết tật hàn phổ biến nhất được tìm thấy trong chế tạo giá đỡ kết cấu thép, giải thích nguyên nhân gây ra chúng và phác thảo các biện pháp kiểm soát, phương pháp kiểm tra và tài liệu mà nhà sản xuất có năng lực nên có.

Tại sao các khuyết tật hàn trong kết cấu giá đỡ đáng được quan tâm nghiêm túc

Giá đỡ là cấu trúc động. Chúng hấp thụ tải trọng lặp đi lặp lại từ xe nâng, chuyển hàng hóa và các tác động không thường xuyên. Mỗi mối nối được thiết kế để chịu một phần tải trọng xác định với giới hạn an toàn, do đó mối hàn phải phù hợp với độ bền của kim loại cơ bản và duy trì âm thanh qua nhiều năm hoạt động.

Ẩn Các sai sót bên trong thường vượt qua kiểm tra trực quan

theo chu kỳ Tải lặp đi lặp lại làm tăng tốc độ phát triển vết nứt tại các điểm yếu

Tốn kém Việc làm lại và hỏng hóc tại hiện trường thường tốn kém hơn nhiều so với việc phòng ngừa

Trong nhiều cuộc kiểm tra chế tạo, những khiếm khuyết gây rắc rối nhất không phải là những khiếm khuyết lớn nhất. Các cụm có độ xốp nhỏ, vết cắt nông hoặc phần gốc hợp nhất một phần có thể cắt diện tích mặt cắt hiệu quả hoặc tạo ra một vết khía phát triển dưới tải trọng. Hiểu những khiếm khuyết này là bước đầu tiên để ngăn chặn chúng.

Các khuyết tật mối hàn thường gặp trong chế tạo giá đỡ và nguyên nhân gốc rễ của chúng

Bảng dưới đây tóm tắt các loại khuyết tật xuất hiện thường xuyên nhất trong sản xuất giá đỡ kết cấu thép, cùng với các nguyên nhân điển hình và mức độ rủi ro mà chúng gây ra cho các mối nối chịu lực.

khiếm khuyết	Nguyên nhân điển hình	Rủi ro đối với khớp giá
độ xốp	Bảo vệ sự thiếu hụt khí đốt, kim loại cơ bản bị ô nhiễm, vật tư tiêu hao ẩm ướt	Trung bình
Cắt xén	Dòng điện dư thừa, hành trình nhanh, góc mỏ hàn kém	Cao
Sự hợp nhất không hoàn chỉnh	Nhiệt lượng đầu vào thấp, chuẩn bị mối nối kém, vệ sinh các đường nối không đầy đủ	Cao
Bao gồm xỉ	Loại bỏ xỉ không hoàn toàn giữa các lần chuyền	Trung bình
vết nứt	Hydro, ứng suất hạn chế, độ dẻo xuyên qua độ dày thấp	Quan trọng

độ xốp

Các túi khí hình thành khi khí bảo vệ không đủ, khi kim loại cơ bản mang theo cặn dầu hoặc cặn nghiền hoặc khi các điện cực hấp thụ độ ẩm. Các lỗ nhỏ riêng lẻ làm giảm tiết diện hiệu quả của mối hàn. Dưới tác dụng của tải trọng mỏi, các lỗ xốp tập trung có thể trở thành nguồn gốc của vết nứt.

Kiểm tra tốc độ dòng khí và kiểm tra ống mềm cũng như bộ điều chỉnh thường xuyên.

Làm sạch bề mặt mối hàn trước khi hàn và loại bỏ lớp phủ trong vùng hàn.

Bảo quản và sấy khô vật tư tiêu hao theo yêu cầu của nhà sản xuất.

Cắt xén

Cắt xén is a groove melted into the base metal along the weld toe. It creates a stress raiser exactly where dynamic loads concentrate. Excessive current and rapid travel speed are the usual culprits, and a poor torch angle often makes the problem worse on one side of the joint.

Chuẩn hóa các thông số hàn cho từng loại mối nối và độ dày vật liệu.

Sử dụng nhiều đường chuyền nhỏ hơn thay vì một đường chuyền quá khổ nếu có thể.

Huấn luyện thợ hàn để duy trì góc mỏ hàn ổn định và đứng ở chân.

Sự hợp nhất không đầy đủ và thiếu sự thâm nhập

Khi kim loại hàn không liên kết hoàn toàn với thành bên hoặc đường hàn trước đó hoặc khi phần gốc không bị nóng chảy qua, mối nối sẽ mất một phần đáng kể độ bền thiết kế của nó. Khiếm khuyết này là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra hư hỏng mối hàn kết cấu và rất khó phát hiện chỉ bằng mắt.

Đánh giá các quy trình hàn đối với hình dạng hình học cụ thể của mối hàn đang sử dụng.

Kiểm soát góc rãnh, khoảng cách chân răng và kích thước mặt chân răng.

Làm sạch từng lớp kỹ lưỡng trước khi đặt lớp tiếp theo.

Bao gồm xỉ

Xỉ bị mắc kẹt giữa các đường hàn tạo ra ranh giới bên trong không đều. Những tạp chất này hoạt động giống như những vết khía sắc nhọn, tập trung ứng suất ở đầu của chúng và làm giảm độ dẻo dai của khớp.

Yêu cầu loại bỏ xỉ giữa mỗi lần vượt qua như một bước kiểm tra được ghi lại.

Theo dõi quá trình định kỳ để xác nhận việc thực hiện vệ sinh được tuân thủ.

Cracking: Khiếm khuyết nguy hiểm nhất

Các vết nứt có thể là vết nứt nguội do hydro gây ra trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, vết nứt đông đặc ở tâm mối hàn hoặc vết rách dạng tấm ở các tấm dày chịu tải theo chiều dày. Hydro từ hơi ẩm, dầu hoặc sơn là tác nhân phổ biến nhất trong công việc làm giá đỡ bằng thép carbon. Hạn chế trong các kết nối nặng nề làm tăng thêm căng thẳng.

Sử dụng các vật tư tiêu hao ít hydro và bảo quản chúng trong nơi bảo quản có kiểm soát.

Áp dụng gia nhiệt trước hoặc gia nhiệt sau khi độ dày vật liệu và lượng cacbon tương đương yêu cầu.

Xác định độ dẻo xuyên suốt cho các tấm dễ bị rách theo lớp.

Làm thế nào một nhà máy hàn giá chất lượng ngăn chặn những khiếm khuyết này

Ngăn ngừa khuyết tật không phải là vấn đề của riêng thợ hàn lành nghề. Một nhà máy hàn giá có năng lực sẽ xây dựng chất lượng trong quy trình ở mọi giai đoạn, từ tiếp nhận nguyên liệu đến xuất xưởng cuối cùng. Các điều khiển sau đây tạo thành xương sống của hệ thống đó.

01 Truy xuất nguồn gốc vật liệu

02 Trình độ chuyên môn thủ tục

03 Kiểm soát trong quá trình

04 NDT và phát hành

Thông số kỹ thuật quy trình hàn và hồ sơ chứng nhận

Thông số kỹ thuật quy trình hàn bằng văn bản (WPS) xác định các biến số cho từng mối nối, bao gồm quy trình, vật tư tiêu hao, phạm vi dòng điện, tốc độ di chuyển, gia nhiệt trước và nhiệt độ giữa các đường hàn. Hồ sơ xác nhận quy trình hỗ trợ (PQR) chứng minh rằng WPS tạo ra các mối hàn chắc chắn. Một nhà máy sản xuất giá đỡ với số lượng lớn phải lưu giữ hồ sơ hợp lệ cho từng độ dày vật liệu và cấu hình mối nối mà nó vận hành.

Kiểm soát trong quá trình, đồ đạc và năng lực của thợ hàn

Trong quá trình sản xuất, các thông số như dòng điện, điện áp và tốc độ di chuyển phải được theo dõi và ghi lại đối với các mối nối quan trọng. Các thiết bị cố định được thiết kế tốt sẽ giữ các bộ phận ở đúng vị trí, hạn chế sự biến dạng và giữ cho khớp nối khớp với nhau từ giá đỡ này sang giá đỡ khác. Thợ hàn phải có trình độ chuyên môn hiện tại cho các quy trình họ thực hiện, với việc kiểm tra lại định kỳ khi xu hướng chất lượng thay đổi.

Tính nhất quán thường là chỉ số mạnh nhất về kiểm soát quá trình. Khi lắp đặt, nhiệt đầu vào và trình tự không đổi theo từng đợt, tỷ lệ sai sót sẽ giảm mạnh.

Truy xuất nguồn gốc nguyên liệu và quản lý vật tư tiêu hao

Giấy chứng nhận của nhà máy phải liên kết từng lô thép với hồ sơ sản xuất của nó và vật tư hàn phải được theo dõi theo lô. Tủ lưu trữ và sấy khô có kiểm soát dành cho điện cực và chất trợ dung là tuyến phòng thủ thực tế đầu tiên chống lại hiện tượng nứt hydro.

Kiểm tra không phá hủy các mối hàn giá đỡ

Kiểm tra bằng mắt có thể phát hiện được nhiều vấn đề bề mặt nhưng không thể xác nhận độ chắc chắn bên trong. Người mua nên hiểu phương pháp nào sẽ phát hiện lỗi nào và nhà máy đủ tiêu chuẩn nên chọn phương pháp kiểm tra tùy theo vai trò của mối nối và ứng dụng của giá đỡ.

Kiểm tra trực quan (VT)

Tìm vết cắt, độ xốp bề mặt, vết loang và lớp lấp đầy không đầy đủ. Đây là bước đầu tiên bắt buộc nhưng không thể phát hiện các lỗi nhiệt hạch bên trong hoặc các vết nứt bên dưới bề mặt.

Kiểm tra thâm nhập (PT)

Phát hiện các vết nứt bề mặt hở trên các thành phần bằng thép không gỉ và nhôm. Nó đơn giản và rẻ tiền nhưng chỉ phát hiện được các khuyết tật nổi lên bề mặt.

Kiểm tra hạt từ tính (MT)

Hiệu quả cho các mối hàn thép cacbon sắt từ, phát hiện các vết nứt và sự không liên tục trên bề mặt và gần bề mặt một cách nhanh chóng.

Kiểm tra siêu âm (UT)

Phát hiện sự thiếu hợp nhất bên trong và các vết nứt ở các khớp quan trọng dày hơn. Nó đòi hỏi người vận hành có tay nghề cao nhưng cung cấp thông tin độ sâu đáng tin cậy cho các kết nối chịu tải.

Mức độ kiểm tra phù hợp với ứng dụng

Giá đỡ dùng cho hàng bán lẻ hạng nhẹ không yêu cầu cường độ kiểm tra giống như giá đỡ hạng nặng trong trung tâm phân phối hoặc khung đỡ thiết bị. Các khuôn khổ quốc tế như ISO 17635 hướng dẫn lựa chọn phương pháp NDT, trong khi ISO 5817 xác định mức chất lượng cho các mối hàn nóng chảy. Một nhà máy hàn giá đáng tin cậy sẽ hỏi về nhiệm vụ tải và đề xuất kế hoạch kiểm tra phù hợp thay vì áp dụng một tiêu chuẩn cho mọi sản phẩm.

Bảo quản nhẹ: kiểm tra trực quan bằng cách lấy mẫu các mối nối quan trọng.

Giá đỡ trung bình: kiểm tra trực quan cộng với NDT bề mặt trên tất cả các mối hàn kết cấu.

Các ứng dụng chịu tải nặng hoặc chu kỳ cao: thử nghiệm thể tích trên các mối nối chính với tiêu chí chấp nhận được ghi lại.

Cách đánh giá nhà máy hàn giá trước khi đặt hàng

Trước khi đặt hàng, người mua có thể sử dụng một bộ câu hỏi ngắn để đánh giá liệu nhà cung cấp có kiểm soát chất lượng mối hàn hay chỉ đơn giản là hứa hẹn về điều đó.

Câu hỏi để hỏi bất kỳ nhà cung cấp nào

Bạn có thể cung cấp tài liệu WPS và PQR bằng văn bản cho các khớp được sử dụng trong sản phẩm của tôi không?

Thợ hàn của bạn hiện có đủ điều kiện cho các quy trình họ thực hiện không?

Bạn có thực hiện NDT nội bộ không và bạn sử dụng phương pháp nào?

Quy trình xử lý và loại bỏ các bộ phận không phù hợp của bạn là gì?

Chứng chỉ và hồ sơ có trọng lượng

Chứng nhận hệ thống quản lý chất lượng cung cấp cơ sở hữu ích, nhưng các chứng chỉ dành riêng cho ngành hàn cung cấp bằng chứng mạnh mẽ hơn. Tìm kiếm các hệ thống phù hợp với EN 1090 hoặc ISO 3834, cùng với chứng chỉ nhà máy, báo cáo kiểm tra và hồ sơ truy xuất nguồn gốc gắn kết từng giá đỡ với vật liệu và thợ hàn của nó.

WPS và PQR

Trình độ thợ hàn

Truy xuất nguồn gốc vật liệu

Báo cáo NDT

Kiểm soát sự không phù hợp

Cờ đỏ báo hiệu rủi ro tiềm ẩn

Không có thủ tục bằng văn bản hoặc hồ sơ trình độ chuyên môn có thể được sản xuất theo yêu cầu.

Hồ sơ kiểm tra dường như không đầy đủ hoặc dường như đã được hoàn thành sau thực tế.

Vật tư tiêu hao được bảo quản trong điều kiện ẩm ướt hoặc không được kiểm soát.

Câu trả lời về những khiếm khuyết trong quá khứ là mơ hồ hoặc tránh những chi tiết cụ thể.

Nếu bạn đang tìm nguồn cung ứng giá đỡ kết cấu thép hàn và muốn một nhà cung cấp có thể chứng minh khả năng ngăn ngừa khuyết tật thông qua các quy trình được ghi lại và NDT, nhóm của chúng tôi sẵn sàng chia sẻ tài liệu về chất lượng mối hàn và thảo luận về các yêu cầu dự án của bạn. Yêu cầu báo giá và chúng tôi sẽ phản hồi bằng một kế hoạch kiểm tra và ghi chép phù hợp.

Kết luận: Chất lượng mối hàn là một hệ thống, không phải là một lời hứa

Việc ngăn ngừa các khuyết tật mối hàn trên giá đỡ kết cấu thép phụ thuộc vào sự kết hợp của những người được đào tạo, các quy trình được kiểm soát, giám sát quy trình nhất quán, kiểm tra phù hợp và hồ sơ đầy đủ. Khi so sánh các nhà cung cấp, hãy nhìn xa hơn đơn giá và hỏi cách ngăn chặn và xác minh từng lỗi. Một nhà máy hàn giá đáng tin cậy sẽ hoan nghênh những câu hỏi đó vì họ có hệ thống để trả lời chúng.

Câu hỏi thường gặp

Câu 1: Khiếm khuyết mối hàn nguy hiểm nhất trong chế tạo giá đỡ là gì?

Nứt được coi là nguy hiểm nhất vì nó có thể lan truyền dưới tải trọng lặp đi lặp lại và dẫn đến hư hỏng đột ngột. Nứt nguội do hydro gây ra là nguyên nhân thường gặp ở giá đỡ bằng thép carbon, đó là lý do tại sao các yêu cầu về kiểm soát vật tư tiêu hao và làm nóng trước lại quan trọng.

Câu hỏi 2: Chỉ kiểm tra bằng mắt có thể xác nhận chất lượng mối hàn của giá đỡ không?

Không. Kiểm tra bằng mắt sẽ phát hiện các vấn đề trên bề mặt như vết cắt và vết loang, nhưng nó không thể phát hiện ra sự thiếu hợp nhất bên trong hoặc các vết nứt dưới bề mặt. Các phương pháp NDT bề mặt và thể tích cần bổ sung cho việc kiểm tra trực quan các mối nối quan trọng.

Câu 3: Nhà máy hàn giá cần cung cấp những tài liệu gì?

Người mua nên yêu cầu hồ sơ WPS và PQR, bằng chứng về trình độ thợ hàn, chứng chỉ nhà máy vật liệu và báo cáo NDT. Khả năng truy xuất nguồn gốc liên kết mỗi giá với vật liệu và thợ hàn của nó là một chỉ số mạnh mẽ về việc kiểm soát sản xuất có kỷ luật.

Câu hỏi 4: NDT nên được thực hiện thường xuyên như thế nào trong quá trình sản xuất?

Tần suất kiểm tra phụ thuộc vào chế độ tải, mức tới hạn của mối nối và tiêu chuẩn áp dụng. Nhiều nhà cung cấp sử dụng phương pháp lấy mẫu cho các mối nối thông thường và bao phủ toàn bộ các kết nối quan trọng, với kế hoạch được ghi lại trước khi bắt đầu sản xuất.

Tin tức

Nguyên nhân gây ra các khuyết tật mối hàn trong giá đỡ thép kết cấu và cách nhà máy hàn giá ngăn chặn chúng