ISO 9606-1 là tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu kiểm tra và chứng nhận năng lực thợ hàn kim loại theo phương pháp hàn hồ quang (arc welding) cho thép.
Phạm vi áp dụng
-
Áp dụng cho kiểm tra năng lực thợ hàn sử dụng:
-
Hàn hồ quang tay (SMAW / 111)
-
Hàn hồ quang trong khí bảo vệ (GMAW / 135, 136, 138, GTAW / 141, FCAW, SAW / 121)
-
Hàn hồ quang Plasma (PAW / 15)
-
Các quá trình hàn nóng chảy khác
-
-
Vật liệu áp dụng: tất cả các loại thép carbon, thép hợp kim, thép không gỉ, thép chịu nhiệt, v.v.
Các nội dung chính
-
Loại liên kết kiểm tra:
-
Mối hàn đối đầu (Butt weld)
-
Mối hàn góc (Fillet weld)
-
-
Vị trí hàn:
-
PA (Flat), PC (Horizontal), PF (Vertical-up), PE (Overhead), v.v.
-
-
Phạm vi chứng nhận (Range of qualification):
-
Vật liệu (theo nhóm ISO 15608)
-
Quá trình hàn
-
Loại liên kết
-
Vị trí hàn
-
Đường kính/thickness
-
Sản phẩm: Plate hoặc Pipe
-
-
Tiêu chí kiểm tra:
-
Hình dạng ngoại quan mối hàn (visual inspection)
-
Kiểm tra phá hủy (destructive testing):
-
Uốn (bend test)
-
Kéo phá (tensile test)
-
Đập va chạm (impact test) nếu yêu cầu
-
-
Kiểm tra không phá hủy (NDT):
-
RT (X-ray) hoặc UT (ultrasonic)
-
-
-
Thời hạn hiệu lực:
-
2 năm, có thể gia hạn liên tục nếu thợ hàn có hoạt động liên tục và được giám sát.
-
Nếu ngưng công việc quá 6 tháng phải tái kiểm tra.
-
Ứng dụng thực tế
-
Chứng nhận bắt buộc khi tham gia:
-
Công trình kết cấu thép
-
Đóng tàu
-
Đường ống áp lực, nồi hơi
-
Công trình dầu khí
-
Công trình điện
-
Dự án theo yêu cầu EN ISO/EN 1090 / PED / ASME...
-
Các biên hàn và giải thích
Clause 5.2 - Welding process - các quá trình hàn
Các quá trình hàn được chấp nhận theo tiêu chuẩn ISO 9606-1:2012 được quy định tại Điều khoản 4.2 của tiêu chuẩn.
Mỗi mẫu kiểm tra tay nghề thợ hàn nên được thực hiện với một quá trình hàn duy nhất.
Trong trường hợp cần sử dụng lớp lót (backing layer) hỗ trợ cho các quá trình 111 (SMAW), 12 (SAW), 13 (FCAW), có thể áp dụng, nhưng phải ghi rõ và xác định lại chiều dày kim loại điền đầy ký hiệu là "s" trên chứng chỉ thợ hàn.
Khuyến cáo:
Để đảm bảo kiểm tra hàn nhiều lớp (≥ 3 lớp), nên sử dụng mẫu kiểm tra có chiều dày lớn hơn 13 mm.
Ký hiệu "s":
-
Là chiều dày kim loại điền đầy cho từng quá trình hàn.
-
Phải ghi rõ:
-
s₁ → cho quá trình hàn thứ nhất
-
s₂ → cho quá trình hàn thứ hai (nếu có)
-
…v.v.
-
Phạm vi chấp nhận (range of qualification) tham khảo Bảng 1 ~ Bảng 4 của tiêu chuẩn.
Lưu ý:
Trừ trường hợp các phương pháp hàn chấp nhận có thay đổi về:
-
Hình dạng dây hàn
-
Kiểu chuyển dịch kim loại (metal transfer mode)
Clause 5.3 - Product type - dạng sản phẩm mẫu
Mẫu kiểm tra có thể được thực hiện trên:
-
Tấm (P - Plate)
-
Ống (T - Tubular)
hoặc dạng hộp (box / rectangular hollow section) tùy theo điều kiện áp dụng.
Đối với dạng hộp, phải ghi rõ:
-
Kích thước chu vi hộp (chiều dài cạnh ngắn và cạnh dài)
để xác định phạm vi chấp nhận theo Bảng 7 của tiêu chuẩn.
Điều kiện mở rộng phạm vi áp dụng giữa tấm và ống:
Mẫu kiểm tra trên ống:
-
Nếu đường kính ngoài (OD) > 25 mm, có thể chấp nhận hàn cho tấm.
Mẫu kiểm tra trên tấm:
-
Có thể chấp nhận hàn cho ống cố định (fixed pipe) có OD ≥ 500 mm.
-
Có thể chấp nhận hàn cho ống xoay (rotating pipe) có OD ≥ 75 mm khi thực hiện ở các tư thế hàn:
-
PA
-
PB
-
PC
-
PD
-
Clause 5.4 - Type of weld - kiểu mối hàn
ISO 9606-1 có quy định khác biệt so với các tiêu chuẩn như AWS D1.x hoặc ASME IX:
-
Mẫu kiểm tra trên mối hàn đối đầu (Butt weld) không chấp nhận thay thế cho mối hàn góc (Fillet weld), và ngược lại.
-
Để có phạm vi chấp nhận cho cả hai kiểu mối hàn, cần thực hiện thêm mẫu kiểm tra bổ sung theo cấu hình quy định trong Phụ lục C và đảm bảo các yêu cầu trong Bảng 13.
Lý do kỹ thuật:
-
Hàn mối hàn đối đầu và hàn mối hàn góc có các khác biệt về:
-
Cách hình thành mối nối
-
Nhiệt cấp vào
-
Diễn biến hồ quang
-
Ảnh hưởng của backing / không backing
-
Tư thế hàn
-
-
Do đó, để đảm bảo kỹ năng thực tế của thợ hàn, cần tách riêng hai loại kiểm tra.
Cách thức đáp ứng để được phạm vi chấp nhận cho cả BW + FW:
Phương án 1 - Thi hai mẫu riêng biệt:
-
Mẫu 1: Mối hàn đối đầu (≥ 10 mm chiều dày)
-
Mẫu 2: Mối hàn góc tại tư thế PA hoặc PB
-
Phạm vi chấp nhận dựa theo mẫu mối hàn đối đầu.
-
⇒ Nếu cần mở rộng thêm tư thế, có thể:
-
Thi nhiều mẫu tấm
-
Hoặc dùng mẫu ống tư thế H-L045.
Phương án 2 - Thi mẫu kết hợp (Combined test piece):
-
Theo Phụ lục C
-
Mẫu kết hợp Butt + Fillet weld
-
Chiều dày tối thiểu ≥ 10 mm, nên chọn ≥ 13 mm để được phạm vi rộng hơn.
Đối với mối hàn nhánh (Branch welds):
ISO 9606-1 có quy định chặt chẽ hơn so với ASME IX, cụ thể về:
-
Đường kính ngoài (OD) của ống nhánh
-
Không phân biệt mặt vát trên nhánh hay trên shell → cùng xét theo ống nhánh (tham khảo Hình 1 của tiêu chuẩn):
Cấu hình | Tư thế hàn | Tính chiều dày | OD tham chiếu |
---|---|---|---|
Hình 1a - Set-on | PC | Theo ống nhánh | OD = ống nhánh |
Hình 1b - Set-through | PA | Theo shell | OD = ống nhánh |
Nhận xét thực tế:
-
Dù OD của nhánh nhỏ, shell lớn, nhưng:
-
Nhiệt cấp vào thấp hơn
-
Thợ hàn cần kiểm soát tốt để đảm bảo:
-
Hàn ngấu vào lớp lót
-
Tốc độ hàn chậm hơn so với hàn trên ống lớn hoặc tấm.
-
-
→ Cách quy định của ISO 9606-1 phù hợp với thực tế sản xuất.
Một số lỗi thường gặp khi hàn mối hàn góc (Fillet weld), khác biệt so với hàn đối đầu (BW):
Lỗi | Nguyên nhân | Khuyến nghị xử lý |
---|---|---|
Không nóng chảy cạnh | - Tư thế hàn chưa phù hợp- Góc điện cực chưa đúng- Tốc độ di chuyển quá nhanh | - Điều chỉnh góc điện cực: + Kéo / đứng + Tăng nhiệt lượng cấp vào- Với hàn leo (PF), nên có điểm dừng khi lắc ngang để đảm bảo nóng chảy đủ |
Cháy khuyết cạnh trên / chảy tràn cạnh dưới | - Thiếu kiểm soát điện cực- Thao tác không phù hợp với tư thế | - Điều chỉnh góc điện cực- Cài đặt thông số dòng/ điện áp phù hợp tư thế |
Rỗ khí tại chân | - Bề mặt chưa vệ sinh sạch- Thuốc hàn ẩm- Dầu mỡ bám trên cạnh | - Vệ sinh sạch sẽ trước hàn- Gia nhiệt sơ bộ nhẹ nếu cần- Kiểm soát khe hở hợp lý |
Clause 5.5 - Filler material grouping - nhóm vật liệu kim loại điền đầy
-
Tính chất của vật liệu chính (parent material)
-
Khả năng matching của kim loại điền đầy theo các nhóm: FM1 đến FM6.
Chi tiết tiêu chuẩn cho từng loại kim loại điền đầy tham khảo tại Bảng 2 của tiêu chuẩn.
Tương thích với các tiêu chuẩn US:
-
Các kim loại điền đầy theo tiêu chuẩn Mỹ (AWS, ASME Section II C) có thể tương đương với các nhóm thép ISO 15608 nhóm 1 đến nhóm 11.
-
Số A (A-Number) theo ASME / AWS cần phải được:
-
Ghi rõ trong WPS
-
Để đảm bảo nhận diện rõ ràng và phù hợp với quy trình hàn áp dụng.
-
Ghi nhận trong biên bản chấp nhận thợ hàn (Welder Qualification Record - WQTR):
-
Loại vật liệu hàn (filler metal) phải được ghi nhận đầy đủ:
-
Ký hiệu tiêu chuẩn (ví dụ: ER70S-6, E7018, ER316L, v.v.)
-
Phạm vi chấp nhận theo nhóm kim loại điền đầy (FM Group).
-
Ghi chú về vật liệu cơ bản (base material):
-
Vật liệu cơ bản (parent material) không được xem là biến thể bắt buộc (essential variable) theo ISO 9606-1.
-
Tuy nhiên, matching filler metal phải được:
-
Cân nhắc kỹ lưỡng trong quy trình kỹ thuật hàn (WPS).
-
Đây là trách nhiệm của kỹ sư hàn phụ trách (Welding Engineer).
-
Phạm vi chấp nhận:
-
Phạm vi chấp nhận nhóm filler material được quy định tại Bảng 3 của tiêu chuẩn.
Clasue 5.6 - Filler metal type - loại kim loại điền đầy
Lưu ý đặc biệt:
-
Đối với quy trình hàn TIG, có hai process:
-
141 → Hàn TIG với kim loại điền đầy (with filler)
-
142 → Hàn TIG không dùng kim loại điền đầy (autogenous, without filler)
-
Quy định về phạm vi chấp nhận:
-
Thợ hàn thi theo process 141 → được chấp nhận hàn cả 141 và 142.
-
Thợ hàn thi theo process 142 → KHÔNG được chấp nhận hàn 141.
Trường hợp filler / không filler (general rule):
-
Thợ hàn thi mẫu có sử dụng kim loại điền đầy (with filler metal):
-
Được chấp nhận hàn cho trường hợp không có filler.
-
-
Ngược lại (thợ hàn thi không filler):
-
KHÔNG được chấp nhận hàn có filler.
-
Clause 5.7 - Dimensions - kích thước mẫu kiểm tra
Các kích thước cần xem xét bao gồm:
-
Chiều dày vật liệu cơ bản (parent material thickness)
-
Chiều dày kim loại điền đầy (deposited weld metal thickness)
-
Đường kính ống (pipe OD)
-
Chiều dày hiệu dụng (throat thickness) đối với mối hàn góc
-
... Các yêu cầu khác liên quan, tham khảo thêm trong ISO 15609 (WPS).
Lưu ý đối với từng kiểu mối nối và kích thước:
Mối hàn đối đầu (Butt weld - BW):
-
Chiều dày kim loại điền đầy (deposited weld metal thickness) phải được ghi nhận rõ trong biên bản (WQTR).
-
Chiều dày vật liệu cơ bản:
-
Không phải là biến thiết yếu (essential variable) đối với mối hàn BW theo ISO 9606-1.
-
Mối hàn góc (Fillet weld - FW):
Các yếu tố sau là biến thiết yếu và phải được ghi nhận:
-
Chiều dày hiệu dụng (throat thickness)
-
Chiều dày vật liệu cơ bản
-
Hàn một lớp hay nhiều lớp (single-pass / multi-pass)
→ Phạm vi chấp nhận theo Bảng 8 của tiêu chuẩn.
Mối hàn ống nhánh (Branch weld):
-
Đường kính ống nhánh (branch pipe OD) và đường kính ống chính (main pipe OD):
-
Có phạm vi chấp nhận tương ứng với mẫu thi.
-
Chiều dày kim loại điền đầy (Deposited weld metal thickness):
-
Tính theo từng process (process-specific).
-
Thông số ghi nhận và phạm vi chấp nhận tham khảo Bảng 6 của tiêu chuẩn.
Clause 5.8 - Welding position - tư thế hàn
Tư thế hàn (welding position) của mẫu kiểm tra là một biến thiết yếu trong tiêu chuẩn ISO 9606-1.
-
Phạm vi chấp nhận về tư thế hàn được quy định rõ trong:
-
Bảng 9 → áp dụng cho mối hàn đối đầu (Butt weld)
-
Bảng 10 → áp dụng cho mối hàn góc (Fillet weld)
-
Clasue 6.1 Examination - người kiểm tra/ cơ quan kiểm tra
Việc thực hiện kiểm tra mẫu thi phải do:
-
Người kiểm tra (cá nhân)
-
hoặc Cơ quan kiểm tra (tổ chức) thực hiện.
-
-
Tùy theo điều kiện dự án và yêu cầu của đơn hàng, các đơn vị có thể lựa chọn:
-
Mức độ kiểm tra phù hợp
-
Chi phí kiểm tra hợp lý.
-
Yêu cầu nhận diện trên mẫu thi:
-
Mẫu thi phải được nhận diện rõ ràng:
-
Tên thợ hàn
-
Người kiểm tra / tổ chức kiểm tra
-
Tư thế hàn
-
Các thông tin khác theo yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 9606-1.
-
Mục tiêu của tiêu chuẩn:
-
Tiêu chuẩn đưa ra các yêu cầu tối thiểu nhằm đảm bảo:
-
Đầu ra kỹ năng của thợ hàn đạt chất lượng theo yêu cầu.
-
Quyền của người kiểm tra / tổ chức kiểm tra:
-
Người kiểm tra hoặc tổ chức kiểm tra có quyền:
-
Từ chối kết quả thi nếu:
-
Điều kiện hàn không phù hợp
-
Kỹ năng thợ hàn không đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn.
-
-
Clausr 6.2 Test pieces - chiều dài kiểm tra tối thiểu và chỉ thị vùng quan tâm
Yêu cầu chiều dài mẫu kiểm tra:
-
Chiều dài mẫu thi tối thiểu: 200 mm.
-
Vùng quan tâm thực tế để đánh giá: 150 mm (phần giữa mẫu).
-
Hai đầu mẫu (run-in / run-out) được loại trừ khỏi vùng đánh giá.
Tình huống thực tế - câu hỏi:
Nếu phát hiện khuyết tật trong phạm vi 25 mm từ hai cạnh (ngoài vùng quan tâm), có chấp nhận hay không?
Trả lời:
-
Theo Điều khoản 7 (Visual Examination):
-
Nếu khuyết tật phát hiện là defect nhưng nằm ngoài vùng quan tâm (150 mm), có thể bỏ qua.
-
-
Tuy nhiên, đây là yêu cầu tối thiểu:
-
Việc chấp nhận hay không còn phụ thuộc vào đánh giá của người kiểm tra dựa trên tay nghề thợ hàn và điều kiện thi.
-
Khuyến nghị thực hành:
-
Để hạn chế khuyết tật tại hai đầu mối nối, khi thi mẫu và khi hàn thực tế các mối CJP (Complete Joint Penetration), nên sử dụng:
-
Tấm mồi (run-in plate)
-
Tấm kết thúc (run-out plate).
-
Clause 6.3 - Welding condition - điều kiện mẫu thi
Quy định chung:
-
Mỗi tư thế hàn nên được phát triển riêng:
-
Cho từng tư thế hàn cụ thể
-
Và cho mẫu thi được kiểm tra.
-
Đối với mối hàn góc (Fillet weld):
-
Phải chỉ định rõ:
-
Kích thước "throat thickness" (chiều dày hiệu dụng)
-
-
Mục đích:
-
Để đánh giá kích thước sau hàn theo tiêu chuẩn ISO 5817.
-
Điểm dừng / bắt đầu lại (Stop / restart point):
-
Tối thiểu 1 điểm dừng và bắt đầu lại phải được thực hiện và nhận diện rõ ràng:
-
Có thể bố trí tại giữa phôi hàn.
-
-
Vị trí này phải được nhận diện trong quá trình đánh giá → rất quan trọng.
Xử lý khuyết tật nhỏ (Minor defect repair):
-
Thợ hàn có thể thực hiện mài (grinding) để loại bỏ:
-
Các khuyết tật nhỏ trên bề mặt.
-
-
Ngoại lệ:
-
Không áp dụng cho vị trí stop/restart ở:
-
Lớp lót (root pass)
-
Lớp phủ (capping pass)
-
-
Trừ khi có sự đồng ý của người kiểm tra.
-
Clause 6.4 - Test method - phương pháp kiểm tra
Yêu cầu chung:
-
Các phương pháp kiểm tra áp dụng cho:
-
Mối hàn đối đầu (Butt weld - BW)
-
Mối hàn góc (Fillet weld - FW)
-
Mối hàn nhánh (Branch weld)
→ Theo yêu cầu tại Bảng 13.
-
-
Tiêu chí đánh giá chấp nhận → theo Bảng 7 của tiêu chuẩn.
Nguyên tắc phân biệt loại mối hàn:
-
Mẫu thi là BW KHÔNG chấp nhận thay cho FW.
-
Chỉ cho phép khi thực hiện thêm kiểm tra bổ sung cho FW theo quy định.
Kiểm tra khi thi mẫu kết hợp BW + FW (Phụ lục C):
-
Khi thực hiện mẫu BW + FW theo Annex C:
-
Phải bổ sung kiểm tra riêng cho FW:
-
Xem lưu ý e) và f) trong Bảng 13.
-
-
-
Có thể bổ sung:
-
Thử phá hủy (fracture test) hoặc macro test (thô đại).
-
-
Nếu dùng macro test:
-
Phải kiểm tra ít nhất 01 vị trí stop/restart.
-
Vì vậy khi kiểm tra, người kiểm tra phải xác định rõ vị trí này trên mẫu.
-
Clause 6.5 - Test piece & test specimen - mẫu thi và mẫu thử nghiệm
Test piece (mẫu thi):
→ Là mẫu do thợ hàn thực hiện trong quá trình thi kiểm tra tay nghề.-
Test specimen (mẫu thử nghiệm):
→ Là mẫu cắt ra từ Test piece để thực hiện các thử nghiệm phá hủy (destructive testing) hoặc không phá hủy (NDT).
Lưu ý quan trọng:
-
Điểm stop/re-start (điểm dừng / bắt đầu lại):
-
Phải được nhận diện rõ trong quá trình kiểm tra.
-
Các mẫu thử phá hủy (destructive test specimen):
-
Ít nhất 01 mẫu thử phải lấy tại vị trí stop/re-start, tùy theo:
-
Quy trình hàn (welding process)
-
Kiểu mối nối (joint type).
-
-
-
Ví dụ phương pháp kiểm tra phá hủy tại vị trí stop/re-start:
Các loại thử nghiệm áp dụng:
-
Root bend test
-
Face bend test
-
Side bend test
-
Fracture test
-
→ Ít nhất 01 mẫu phải được lấy tại vị trí stop/re-start.
Comments
Post a Comment