دوره آموزشي Q.C

 

١) مشخصات فني, کدو استاندارد.(CODE & STANDARD & Specification)

استاندارد: عبارت است از مطالبي که براي استفاده از قانون يا بر پايه مقايسه اندازه گيري يا قضاوت در موارد توان, محتوي,درصد,مقدار و يا کيفيت استفاده مي شود.با وجود آنکه استاندارد را بعنوان مدرکي مجزا در نظر مي گيريم ولي شامل کليه مدارک مختلف که به صورت تلفيقي از کدها(CODES) و مشخصات(Specification) مي باشد نام مي بريم. که در ادامه خواهند آمد. که هر کشور با توجه به قوانين و ضوابط خاصي داراي استانداردهاي خاص خود مي باشد مانند:BS( استاندارد انگلستان),DIN (استاندارد آلمان), JIS (استاندارد ژاپن)و....

 

کد: قوانين موجود در استانداردها که در قالب يک مجموعه براي مراجعه آسان تهيه شده است را کد گويند.به عبارتي کد به مجموعه قوانين خاصي براي انجام کاري خاص گفته مي شودکه ما ملزم به رعايت آن هستيم. پس با توجه به نوع پروژه و کار مي توان از کد مورد نظر استفاده کرد.

 

براي مثال در صنعت نفت و گاز از استانداردهاي زير استفاده مي شود:

API : American Petroleum Instituteانجمن نفت آمريکا

ASTM: American Society for Testing & Materialانجمن تست و مواد آمريکا

ASME: American Society Mechanical Engineersانجمن مهندسين مکانيک آمريکا

ANSI: American National Standard Instituteموسسه ملي استاندارد آمريکا

 

*موسسه ملي استاندارد آمريکا که براي نظارت بر استانداردهاي خاص مجزا از هم تشکيل شده به جهت اينکه همه استانداردهاي آمريکا در زير چتر آن قرار بگيرند.

AWS: American Welding Society

انجمن جوشکاري آمريکا که تمامي وسايل مربوط به جوش از آن استخراج مي شود.

کدهاي مربوطه به شرح زير مي باشد:

بعنوان مثالASME براي کاربردهاي مختلف کدهايي را تدوين کرده است:

ASME/ANSI B 31.1: power pipingلوله کشي نيروگاه

ASME/ANSI B 31.3: chemical plant & Refinery-Petroleum

 

لوله کشي پالايشگاه و پتروشيمي و کارخانه هاي شيميائي در داخل کارخانه يا به عبارتي براي piping

ASME/ANSI B31.4: pipeline For oil

 

ASME: B31.8 pipeline For Gas

 

خط لوله خارج از پالايشگاه و پتروشيمي

_Sec. I: power Boilers

 

_Sec.II: Material specification

 

_part A: Ferrous Mat.

_part B: Non Ferrous Mat.

_part c: welding Rods,Electrodes& Filler

 

_Sec III: Nuclear power component and structure

 

_Sec IV: Heating Boilers

 

_Sec V: NDE

 

_Sec VI: Recommended Ruler for face and operation of Heating Boilers

 

_Sec VII: Recommended Ruler for care of power Boilers

 

_Sec VIII: pressure vessels

 

_Sec IX: welding & Brazing Qualification

 

_Sec X: Fiberglass_ Reinforced plastic pressure vessels

 

_SecXI: Ruler for in-service inspection of Nuclear power plant components.

 

*البته استانداردها ئي نيز وجود دارند که همانند کدها اجباري نيستند ولي اطلاعات مهمي را شامل مي شوند. همانند

API RP( Recommended practice)

 

1)- مشخصات فني ( specification or spec.)

مجموعه کد واستانداردهاي مربوط به يک پروژه را spec. گويند يعني موارد زير:

١- دستور العملهاي خاص پروژه

٢-روش هاي هايدروتست(Hydro test)

٣- مواد و جنس و مشخصات و.............

پس به طور کلي spec. توصيفي دقيق و جزئي از يک کل مي باشد.

نکات:

١- با توجه به اينکه در plant ايمني بيشتري بکار مي رود پس B31.3 نسبت به B31.4,B31.8 ايمني بالاتري دارد و سختگيري هاي آن بيشتر است.

٢- هر استاندارد با توجه به ضريب ايمني تعريف شده در هر کشور تعريف مي شود و براي مثال استاندارد آلمان

)(DIN بسيار سختگيرتر از استاندارد آمريکا(ANSI) مي باشد چرا که (Safety Factor) S.F. پائين تري داشته پس کار کردن با آن بسيار مشکل و نيازمند دقت بالا مي باشد.

٣- ISO استاندارد جهاني مي باشد که مخفف کلمات International Standard Organization مي باشد.

 

٢)- فلزات آهني

١-٢- متالوژي و دياگرام آهن _ کربن

١-١-٢- فولاد کربني ساده

همانطور که قبلا در بخش جنس لوله ها شرح داده شده فولاد فلزي يا ترکيب اوليه آهن و کربن که در آن مبحث آنرا به چهار دسته S.S, A.S, K.C.S (L.T.C.S), C.S تقسيم کرديم. بايد دانست که ميزان کربن در فولاد حداکثر ٢.٣ _ ٢ در صد مي باشد.

يک تقسيم بندي براي فولاد کربني بر اساس مقدار کربن بوده و به صورت زير مي باشد.

١- فولاد کم کربن:C≤ 0.3%

٢- فولاد با کربن متوسط : 0.3<C≤ 0.6%

٣- فولاد پر کربن: C≥0.6%

 

حال اگر اين ميزان از٧٧ /٠(در صد يو تکتوئيد ) بيشتر باشد به آن فولاد ابزار (فولاد پر کربن ) گويند. اما فولادها بطور عمومي داراي ميزان کربن ١ _ ٠٥ /٠ در صد وزني مي باشند.

اگر ميزان کربن از ٢% بيشتر شود آلياژ آهن _ کربن ما ديگر فولاد نام ندارد بلکه به آن چدن گويند ميزان کربن چدن اصولا بين ٢ تا ٤ در صد وزني مي باشد.

در فولاد کربني ساده دو عنصر گوگرد و فسفر به صورت نا خالص وجود دارد که حداکثر ميزان آنها ٠٤ /٠ مي باشد.

٢-١-٢- ساختار وشبکه بلوري آهن ( توضيح کامل , ساختار کريستالي جامدات و ... )

تمامي فلزات داراي شبکه بلوري مشخص و منظمي مي باشند. اين شبکه بلوري از کنار هم قرار گرفتن يک سري بلور واحد يا سلول واحد تشکيل شده است که اين سلول واحد از يک آرايش ثابت و مشخص اتمها براي هر فلز بوجود آمده است.

شکل اين سلول هاي واحد در شبکه بلوري آهن متغير بوده و به صورتهاي:

B.C.C(body center cubic)و F.C.C (face center cubic)

ديده مي شود که اين تغييرات شبکه به دليل تغييرات دمائي فولاد مي باشد پس فولاد يک ماده کريستالي است چرا که يک جامد است . از قرار گرفتن چندين کريستال يا سلول واحد در کنار يکديگر دانه پديد

مي آيد که شامل کريستالي هاي هم جهت مي باشد. از کنار هم قرار گرفتن اين دانه ها يک فلز تشکيل

مي شود. که اندازه اين دانه تاثير بسيار مهم و بزرگي بر خواص مکانيکي فولاد مورد نظرهمانند استحکام ,سختي و ...دارد.

٣-١-٢- تغييرات آلوتروپيک و دياگرام فازي آهن _ کربن

تغييرات b.c.c به f.c.c را تغيير آلوتروپي و دماي مربوط را دماي انتقال ( Transformation Temperature) مي نامند . بايد توجه کرد ميزان حل شدن کربن در آلوتروپي هاي مختلف متفاوت است.

_ در صورتي که سطح فلز را صيقل داده و سپس با يک محلول خورنده ( که در فولادها معمولا ترکيب الکل و ٥% وزني اسيد نيتريک مي باشد که به آن نيتال (Nital ) گويند ) سطح آن را شسته و بدليل عامل خوردگي دانه بندي آن مشخص مي شود. بايد توجه داشت که ساختار هاي مختلف يا به عبارتي فازهاي مختلف شکل هاي ظاهري متفاوتي دارند.

اگر بخواهيم فازهاي مختلف را بر اساس تغييرات دما و ميزان کربن در يک دياگرام رسم نمائيم دياگرام

آهن _ کربن که شامل فولاد و چدن مي باشد را خواهيم داشت.

_ وقتي که فولاد آهسته و آرام سرد يا گرم شود به آن انتقال تعادلي (Equilibrium Transmition)

گويند چرا که زمان کافي براي سرد شدن موجود است.

 

٢-٢- سختي و استحکام (Strength & Hardness )

١-٢-٢- استحکام تسليم و کششي( Yield & Tensile Strength )

فولاد داراي رفتار الاستيک (قابل برگشت) و پلاستيک (برگشت ناپذير) مي باشد . استحکام تسليم , استحکامي است که در آن فولاد از حالت الاستيک به پلاستيک مي رسد يعني اگر نيروي بيشتري به آن وارد کنيم و تغيير فرم پلاستيک بدهد ديگر به حالت اوليه باز نمي گردد.

اما استحکام کششي استحکامي است که در هنگام کشيدن نمونه توسط دستگاه کشش بدست مي آيد و آن جايي است که نمونه شروع به گردنه شدن( Necking) مي کند. يعني سطح مقطع نمونه کاهش پيدا مي کند.

 

٢-٢-٢- سختي و سختي پذيري (Hardness & Haredenability)

به طور کلي سختي را مي توان با معيارهاي عدم نفوذ و سايش و... بيان نمود,اما بطور دقيق با دو معيار زير مشخص مي شود:

الف_ در شرايط ساکن با اعمال نيروي استاندارد ساچمه اي با شکل ظاهري و ابعاد مشخص به داخل نمونه مورد آزمايش نفوذ مي کند, مقاومت آلياژ در برابر نفوذ که با توجه به عمق نفوذ سنجيده مي شود معيار سختي مي باشد.

ب_ چکشي که در آن ساچمه اي تعبيه شده است در شرايط سقوط آزاد رها شده و پس از برخورد به قطعه باز مي گردد که ميزان بازگشت ( ارتفاع بازگشت) معياري از سختي است.

اين تست مي تواند توسط تنها يک ساچمه که از ارتفاع رها مي شود و ميزان بازگشت آن و نيز ضربه چکش در راستاي زاويه اي و بازگشت زاويه اي آن و بدست آوردن ميزان سختي انجام شود.

در ذهن عامه سختي به ظرفيت نسبي ماده در مقابل نفوذ و خراش برداشتن ويا برعکس ايجاد خراش و نفوذ به ماده ديگر گويند.

سختي پذيري: بصورت بسيار کلي سختي پذيري عبارت است از توانايي و قابليت سخت شدن يک آلياژ اما در حقيقت سختي پذيري به ظرفيت سخت شدن يا عمق سخت شدن مربوط مي شود.

بيشترين ميزان سختي را در صد کربن کنترل مي کند اما آنچنان در سختي پذيري تاثيري ندارد و به همين علت فولادهاي ساده کربني سختي پذيري خوبي ندارند اما به هر حال هر چه ميزان کربن بالاترباشد به سختي بالاتري دست پيدا مي کنيم.بيشترين تاثير را در سختي پذيري عناصر آلياژي خواهند داشت و بيشترين سختي بدست آمده به جرم و قطر فلز مربوطه بستگي دارد.

روش هاي سختي سنجي و معيارهاي سختي را مي توان به صورت زير دسته بندي نمود:

١-٢-٢-٢- ريومر(Reaumur)

اولين روش در سال ١٧٧٢ توسط آقاي ريومر به شکل به شکل دو منشور و با مقطع مثلث بوجود آمد.

 

٢-٢-٢-٢- برينل (HB)

اين روش توسط نفوذ يک کره سخت در قطعه محاسبه مي شود.در اين روش تا حدود HB ٤٤٤ را اندازه گيري مي کنند که براي گلوله هاي با قطر کمتر از mm ٩-٢ مي باشد. در روش برينل معيار سختي قطر فرو رفتگي دايره اي شکل بر روي قطعه مي باشد.

F: نيروي وارده بر حسب kgf

D: قطر ساچمه بر حسب mm

d : قطر عرقچين فرو رفته بر حسب mm

HB=

اما مشکلات اين روش به اين صورت است که:

١- اجسام سخت را نمي توان سختي سنجي کرد زيرا خود کره تغيير فرم مي دهد.

٢-تا حدودي روش مخربي است.

٣- زمان بر است.

٤- براي صفحات نازک قابل استفاده نيست.

نکات مهم در اين روش عبارتند از:

براي فلزات آهني نيرويfkg ٣٠٠٠ و براي فلزات غير آهني kgf ٥٠٠ بکار مي رود. زمان نگاهداري زير نيروي مزبور براي فلزات نرم sec ٣٠ و براي فلزات سخت sec ١٠ مي باشد.

براي لوله هاي معمولي C.S مقدار سختي حدود HB ١٧٠-١٥٠ مي باشد که اگر اين مقداربيشتر شود و به ٢٠٠HB > برسد بايد حتما آنرا تنش زدائي کرد.

 

٣-٢-٢-٢- راکول (HB)

در اين روش که معمولا مخروط يا هرم (با زاويه راس ˚١٢٠ ) استفاده مي شود, عمق فرو رفتگي ميزان سختي را مشخص مي کند. در اين روش با توجه به تغييرات: ١- نيرو ٢- نوع ساچمه استفاده شده

مي توان دسته بندي متفاوتي براي اين روش در نظر گرفت, همانند HRA,HRB, HRC که مي توان آنها را بر اساس جداول موجود به يکديگر تبديل کرد.

 

٤-٢-٢-٢- ويکرز (HV)

روش ديگري که براي اجسام نازک کار برد دارد روش ويکرز مي باشد که در اينجا زاويه ذکر شده در مورد ساچمه برابر ˚١٣٥ مي باشد و نيروي وارده مي تواند kgf ١٢٠-١ باشد.

از نظر مقايسه با راکول کمتر رايج بوده و زمان بيشتري نيازدارد ولي همانند روش برينل بر اساس قطر مقطع فرو رفته سنجيده مي شود (مربع شکل و قطر مربع معيار سختي است )

 

٥-٢-٢-٢- روش اسکلرو سکوپ

اين روش براي قطعاتي است که بزرگ و غير قابل حمل هستند و بايد در محل (نصب يا کار ) تست شوند وبراي اين منظور چکشي از ارتفاع رها شده و ميزان بازگشت آنرا محاسبه مي کنيم و سختي قطعه بدست مي آيد.

 

٦-٢-٢-٢- آزمايش ميکروسختي

اين روش که روش دقيقتري نسبت به ما بقي روشها مي باشد, مي تواند حتي سختي فازهاي مختلف را نيز اندازه گيري نمايد. وزنه بکار رفته از يک گرم يا يک کيلو گرم بوده و غالبا از وزنه هاي gr ٥٠٠-١٠٠ استفاده مي شود. واژه ميکروسختي به دليل کوچک بودن ساچمه بکار رفته مي باشد ونه بدليل کم بودن وزنه هاي مورد استفاده.

 

کاربرد:

- اندازه گيري سختي قطعاتي که ظريف و کوچک بوده و با موارد ديگر قابل اندازه گيري نمي باشد.

- اندازه گيري سختي قطعاتي که نازک مي باشند و با موارد ديگر قابل اندازه گيري نمي باشد.

- اندازه گيري سختي ساختارهاي ميکروسکوپي.

- اندازه گيري سختي پوشش ها و سطوح پوشش شده.

- اندازه گيري سختي لبه ها .

 

٧-٢-٢-٢- نوپ (HK)

از ساچمه نوپ با زواياي طولي ˚١٧٢.٥ و زاويه عرضي ˚١٣٠ استفاده مي شود که اثرش يک لوزي با قطرهاي کوچک (W) و بزرگ (L) مي باشد و با توجه به رابطه زير محاسبه مي شود.

    HK=P/A=P/CL²

تفاوت مهمي که با روش ويکرز دارد در اين است که : در سختي نوپ فقط قطر بزرگ اندازه گيري

مي شود که طول بيشتري نسبت به ميانگين دو قطر مقطع در روش ويکرز دارد ( که بايد ميانگين آنها در قطر گرفته شود) و در نتيجه خطاي اندازه گيري کمتر است.

 

٣-٢-عمليات حرارتي و دياگرام TTT (Time Temperature Transformation )

به منظور رسيدن به خواص بهينه در فولاد مي توان با انجام عمليات خاص حرارتي يعني گرم کردن تا دمائي مشخص و نيز سرد کردن با سرعتي مشخص به مقصود نائل شد. به اين ويژگي عمليات حرارتي گويند که در مورد فولاد ها و چدن ها بسيار وسيع و گسترده است که داراي انواعي مي باشند.

 

٣)لوله و روشهاي توليد لوله و اتصالات

يک لوله داراي مشخصاتي از قبيل اندازه (size) ,جنس(Mat.) مي باشد.

 

١-٣- ابعاد لوله

لوله ها به طور عموم با طول ٦و١٢ متر ساخته مي شوند.

از نظر قطر, لوله ها داراي سه پارامتر ضخامت(wall thickness) , قطر داخلي يا قطر آبدهي (ID) و قطر خارجي (OD) مي باشند.

نامگذاري قطر داخلي لوله آنچنان مهم نيست و براي معرفي لوله از اندازه اسميNPS(Nominal pipe size) و ضخامت لوله استفاده مي شود.

١-١-٣- ضخامت

در استاندارد API ضخامت لوله به سه دسته XXS, XS, Std تقسيم مي شوند که تمامي لوله ها با هر ضخامتي در يکي از اين سه دسته قرار مي گيرند.

Std : Standard weight t ≤ 0.375 inch

 

XS : Extra Strong t ≤ 0.500 inch

 

XXS : Double Extra Strong t ≤ 1.000 inch

 

پس به جهت اينکه بتوان لوله ها را در دسته بندي بهتر و کوچکتري جاي داد و نيز اينکه در ساخت لوله و همينطور استاندارد ضخامت آن بتوان خدمات بهتري را به مشتري ها ارائه کرد از يک دسته بندي جديد استفاده شد که در آن کليه ضخامت ها در ١١ دسته تقسيم بندي مي شود. اين تقسيم بندي جديد و مفيد توسط ASTM انجام شد. گروهاي ضخامتي نامبرده شده را Schedule گويند که شامل گروه هاي زير است.

 

5 10 20 30 40 60 80 100 120 140 160

 

هر چه اين اعداد بيشتر شوند نشان دهنده بالاتر بودن ضخامت يا گوشت لوله است البته ذکر اين نکته ضروري است که sch 5 فقط براي فولادهاي ضد زنگ بکار مي رود.

٢-١-٣- اندازه اسمي NPS

اين اندازه نه قطر خارجي لوله و نه قطر داخلي لوله و نه متوسط مي باشد اما براي لوله هاي با قطر بالاتر از12” (از 14” به بعد) اندازه اسمي با قطر خارجي يکي مي شود.

 

قطر لوله ها در اندازه هاي زير موجود مي باشند.

1/8 , 1/4 ,3/8 ,1/2 , 3/4 ,1 , 1 ¼ , 1 ½ , 2 , 2 ½ ,3 , 3 ½ , 4 , 5 , 6 , 8 , 10 , 12 , 14 , 16 ,

 

18 , 20 , 22 , 24 , 26 , 26 , 28 , 30 , 32 , 34 , 36 , 38 , 40 , 42 , 44 , 46 , 48 , 52 , 56 , 60 , 64 , 68 , 72 , 76 , 80

 

براي مثال در لوله 6” ابعاد به شرح زير مي باشند:

NPS : 6” OD = 6.025”

 

NPS : 12” OD = 12.750”

 

بايد توجه داشت که براي يک اندازه لوله ضخامتهاي متفاوتي موجود مي باشد که در اينصورت با افرايش ضخامت قطر داخلي يا آبدهي لوله کوچکتر مي شود زيرا همواره در يک اندازه اسمي قطر خارجي لوله ثابت است.

در اندازه هاي استاندارد ذکر شده در بالا سه دسته بندي وجود دارد:

 

١- common order لوله هائي که در هر کارخانه اي توليد مي شود آنهائي که sch دارند.

٢- regular order ما بقي لوله ها جزء اين دسته هستند و قيمت بالابري نيز دارند در جداول بدون sch هستند.

٣- special order سفارشات خاص براي استفاده هاي خاص در جداول نيستند.

 

(تفاوتsch و xs ... و صرفه اقتصادي و توضيح راجع به common و special و دلايل استفاده+ فرمول هاي بدست آوردن ضخامت و ... + انتخاب ضخامت ) تمامي اين جداول در کتاب TC موجود مي باشد.

 

٣-٢- جنس لوله (Petroleum Material)

لوله ها مي توانند داراي جنس هاي متفاوتي از قبيل فولاد, مس , نيکل , آلومينيوم و... باشند ولي از لحاظ دسته بندي , لوله هاي فولادي به چهار دسته تقسيم مي شوند.

بطور کلي فولاد به ترکيب آهن (Fe) و کربن(C) گويند که داراي ناخالصي هاي فسفر(p) و گوگرد(S) و... و نيز در صورت نياز داراي آلياژهاي خاصي مي باشد.

١-٢-٣- لوله هاي فولاد کربني ساده CS.(Carbon steel)

مطابق تعريف به فولاد در صورتي کربني ساده گويند که ميزاني براي عناصر آلياژي همچون AL وB وCrو Co Moو Niو Tiو W وVو Zr ذکر شده باشند.

 

Cu ≤0.6 Si≤ 0.6 Mn≤ 1.65

 

در کليه فولادهاي کربني مقدار کمي از عناصرهاي مطلوب باقيمانده يافت مي شوند. اين عناصر عبارتند از:Cu, Ni , Mo, Cr و غيره. اين عناصر, جزئي هستند و معمولا ذکر نمي شوند. اين فولادها در سرويس هاي معمولي کار برد دارد.

٢-٢-٣- فولادهاي کربني آرام يا کشته يا اکسيژن زدائي شده K.C.S(Killed carbon steel)or L.C.T.S (low Temperature carbon steel)

اگر فولاد کربني کاملا اکسيژن زدائي شده باشد در اين صورت قابليت کار در دماي پائين را داشته و به همين دليل به آن فولاد K.c.s گويند و در سرويس هاي سرد کاربرد دارد.

 

٣-٢-٣- فولادهاي آلياژي A.S.(Alloy steel)

حال اگر ميزان عناصر موجود به صورت زير تغيير کند:

Cu ≥ 0.6 Si ≥ 0.6 Mn ≥ 1.65

و نيز جهت بهبود خواص فولاد, عناصر آلياژي به آن اضافه شود, به اين فولاد آلياژي گويند, که داراي استحکامي بالاتر و خواصي مطلوب که مورد نظر باشد خواهد بود, که در سرويس هاي نيازمند به استحکام بالاتر استفاده مي شود.

 

٤-٢-٣- فولاد ضد زنگ S.S.(stainless steel )

عنصر کرم اساس افزايش مقاومت به خوردگي است. کرم در اندازه هاي کم (0.1%) نيز فولاد را به خوردگي مقاوم مي کند ولي در مقادير بالاي ١١% اين اثر بسيار شديد بوده و مي توان فولاد را ضد زنگ ناميد.

البته نکته مهم اين است که در صد کربن بايد حتما از مقدار مشخص کمتر در غير اينصورت بالا بودن ميزان کرم

نمي تواند ضد زنگ بودن فولاد را تضمين کند. (توضيح دليل متالوژيکي ) اين ميزان کربن حداکثر برابر 0.008% مي باشد و هر چه کمتر باشد اثر مقاومت به خوردگي بالاتري دارد.

اين لوله ها در سرويس هاي خورنده اسيدي و در دماي بالا کاربرد دارند.

 

٣-٣- رنگ لوله ها colour codes

........................ ادامه در دانلود فایل ..................