ข้อควรระวังและวิธีการตรวจจับรอยเชื่อมท่อเหล็ก

การเชื่อมใช้ความร้อนสูงจากแหล่งความร้อนในการเชื่อมเพื่อหลอมลวดเชื่อมและท่อเหล็กตรงรอยต่อให้เกิดเป็นรอยเชื่อม หลังจากนั้นท่อเหล็กเชื่อมเมื่อเย็นตัวลง รอยเชื่อมทั้งสองจะเชื่อมต่อกันเป็นชิ้นเดียว โดยแบ่งการเชื่อมตามรูปทรงของท่อเหล็กที่เชื่อมและตำแหน่งสัมพัทธ์ของรอยเชื่อมออกเป็น การเชื่อมแบบชน การเชื่อมแบบมุม การเชื่อมแบบปลั๊ก และการตอกหมุดไฟฟ้า การเชื่อมแบบชนมักใช้สำหรับการต่อแผ่นและเหล็กรูปทรงต่างๆ การเชื่อมแบบมุมมักใช้สำหรับการต่อแบบซ้อนทับ ส่วนการเชื่อมแบบปลั๊กและการตอกหมุดไฟฟ้าไม่ค่อยได้ใช้และใช้เฉพาะเพื่อลดความยาวของการซ้อนทับของรอยเชื่อมเท่านั้น

เพื่อป้องกันชิ้นงานเสียรูปเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนระหว่างการเชื่อม ต้องรับประกันระยะห่างของการเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่ง ซึ่งสามารถเลือกได้ตามตารางด้านล่าง การเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่งจะเป็นส่วนหนึ่งของการเชื่อมในอนาคตและต้องเชื่อมให้แน่นหนาปราศจากข้อบกพร่อง หากการเชื่อมท่อเหล็กต้องมีการเชื่อมด้านเดียวและการขึ้นรูปสองด้าน การเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่งต้องเชื่อมทะลุ การเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่งต้องเชื่อมตามข้อกำหนดของกระบวนการเชื่อมมาตรฐาน หากการเชื่อมท่อเหล็กมาตรฐานต้องมีการอุ่นก่อนและการระบายความร้อนช้า ก็ต้องอุ่นก่อนการเชื่อมกำหนดตำแหน่งและระบายความร้อนช้าหลังจากเชื่อมเสร็จด้วย การเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่งไม่ควรสูงเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมติดกับรอยเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่ง หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ ควรเจียรรอยเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่งให้ต่ำลงและเจียรปลายทั้งสองข้างให้เป็นลาดเอียงเพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อม หากพบรอยแตก รูพรุน และข้อบกพร่องอื่นๆ บนรอยเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่ง ควรเจียรส่วนของรอยเชื่อมท่อเหล็กกำหนดตำแหน่งออกและเชื่อมใหม่ ไม่อนุญาตให้หลอมซ้ำ

ประการแรก การเชื่อมท่อเหล็กสามารถมีได้หลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับกระบวนการเชื่อมที่แตกต่างกัน:

1. ตามลักษณะการเชื่อมท่อเหล็กที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท ได้แก่ การเชื่อมชน การเชื่อมมุม การเชื่อมปลั๊ก การเชื่อมร่อง และการเชื่อมปลาย
(1) การเชื่อมชน: การเชื่อมที่เชื่อมระหว่างพื้นผิวร่องของชิ้นงานเชื่อมหรือระหว่างพื้นผิวร่องของชิ้นส่วนหนึ่งกับพื้นผิวของชิ้นส่วนอื่น
(2) การเชื่อมแบบฟิลเล็ต: การเชื่อมท่อเหล็กตามจุดตัดของสองส่วนที่ตั้งฉากหรือเกือบตั้งฉากกัน
(3) การเชื่อมปลาย: การเชื่อมท่อเหล็กที่เกิดจากข้อต่อปลาย
(4) การเชื่อมแบบปลั๊ก: การเชื่อมท่อเหล็กที่เกิดจากการเชื่อมแผ่นเหล็กสองแผ่นในรูวงกลมเมื่อชิ้นส่วนสองชิ้นซ้อนทับกัน โดยชิ้นส่วนหนึ่งมีรูวงกลม การเชื่อมแบบฟิลเล็ตที่เชื่อมเฉพาะในรูนั้นไม่ถือเป็นการเชื่อมแบบปลั๊ก
(5) การเชื่อมแบบร่อง: การเชื่อมท่อเหล็กที่เกิดจากการเชื่อมแผ่นเหล็กสองแผ่นในรูยาวเมื่อแผ่นเหล็กสองแผ่นซ้อนทับกัน โดยแผ่นหนึ่งมีรูยาว การเชื่อมแบบฟิลเล็ตอย่างเดียวไม่ถือเป็นการเชื่อมแบบร่อง
การเชื่อมชน: การเชื่อมชนแบ่งออกเป็นสองประเภทตามระดับการเติมเต็มท่อเหล็ก คือ การเชื่อมชนแบบเติมเต็ม และการเชื่อมชนแบบไม่สมบูรณ์ การเชื่อมชนแบบไม่สมบูรณ์นั้นรับแรงน้อยมากและมีความเค้นกระจุกตัวสูง ส่วนการเชื่อมชนแบบเติมเต็มจะเรียกว่าการเชื่อมชน เพื่อความสะดวกในการก่อสร้าง รับประกันคุณภาพการก่อสร้าง และเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมชนเติมเต็มช่องว่างของวัสดุหลัก จึงมีการใช้รูปแบบร่องที่แตกต่างกันตามความหนาของแผ่นเหล็ก เมื่อช่องว่างกว้างเกินไป (3-6 มม.) สามารถติดตั้งแผ่นรอง (แผ่นเริ่มต้นอาร์ค) ไว้ใต้รอยเชื่อมรูปตัววี รอยเชื่อมรูปตัววีด้านเดียว และรอยเชื่อมรูปตัวไอ เพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กหลอมเหลวไหลและทำให้การเชื่อมรอยเชื่อมทะลุผ่านได้ เพื่อให้ได้คุณภาพการเชื่อมที่ดี ป้องกันการเกิดร่องที่ปลายทั้งสองด้านของรอยเชื่อมท่อเหล็ก และลดผลกระทบของการกระจุกตัวของความเค้นต่อภาระไดนามิก หลังจากเชื่อมท่อเหล็กเสร็จแล้ว หากไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้งาน ปลายทั้งสองด้านสามารถปล่อยทิ้งไว้ได้ แต่หากส่งผลกระทบต่อการใช้งาน ควรตัดออกหลังจากเชื่อมเสร็จแล้ว
การเชื่อมแบบฟิลเล็ต: ขอบของแผ่นเชื่อมต่อไม่จำเป็นต้องผ่านการตกแต่งอย่างละเอียด แผ่นไม่มีช่องว่าง และท่อเหล็กที่เชื่อมจะถูกเติมเต็มโดยตรงในบริเวณมุมฉากหรือมุมเฉียงที่เกิดจากการเชื่อมทั้งสองส่วน

2. ตามตำแหน่งเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกันของรอยเชื่อม สามารถแบ่งออกได้เป็นสี่รูปแบบ ได้แก่ รอยเชื่อมแบบราบ รอยเชื่อมแนวตั้ง รอยเชื่อมแนวนอน และรอยเชื่อมเหนือศีรษะ

3. ตามเงื่อนไขการเชื่อมท่อเหล็กที่ไม่ต่อเนื่องกัน สามารถแบ่งออกได้เป็นสองรูปแบบ คือ การเชื่อมแบบต่อเนื่องและการเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่อง การเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่องแบ่งออกเป็นสองประเภท คือ แบบสลับฟันปลาและแบบขนาน นอกจากความยาวของรอยเชื่อม K แล้ว ขนาดของรอยเชื่อมยังต้องระบุความยาว L และระยะห่าง e ของแต่ละส่วนของการเชื่อมแบบไม่ต่อเนื่องด้วย โดยใช้สัญลักษณ์ “Z” เพื่อระบุการเชื่อมแบบสลับฟันปลา

4. ตามหน้าที่ที่แตกต่างกันของการเชื่อมท่อเหล็ก สามารถแบ่งออกเป็น การเชื่อมรับน้ำหนักที่ใช้รับน้ำหนัก การเชื่อมเชื่อมต่อที่ไม่รับน้ำหนักโดยตรงแต่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเท่านั้น การเชื่อมปิดผนึกที่ใช้เพื่อป้องกันการรั่วไหลของของเหลวเป็นหลัก และการเชื่อมกำหนดตำแหน่งความยาวสั้นที่เชื่อมเพื่อประกอบและกำหนดตำแหน่งของข้อต่อบนชิ้นงานเชื่อมก่อนการเชื่อมจริง

ประการที่สอง มีวิธีการหลายวิธีในการตรวจหาข้อบกพร่องของการเชื่อมท่อเหล็ก

1. การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยรังสี: การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยรังสีเป็นวิธีการตรวจจับข้อบกพร่องภายในของรอยเชื่อมโดยการฉายรังสีเข้าไป การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยรังสีสามารถแสดงสภาพภายในของรอยเชื่อมได้อย่างชัดเจน ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบโครงสร้างเชื่อมต่างๆ ในการใช้งานจริง การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยรังสีมีความไวและความน่าเชื่อถือสูง แต่ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง เช่น อุปกรณ์มีราคาแพงและขั้นตอนการทำงานซับซ้อน

2. การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นอัลตราโซนิค: การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นอัลตราโซนิคเป็นวิธีการตรวจจับข้อบกพร่องภายในของรอยเชื่อมโดยใช้คุณสมบัติของคลื่นอัลตราโซนิคที่แพร่กระจายในตัวกลางที่เป็นของแข็ง การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นอัลตราโซนิคสามารถระบุตำแหน่งและวัดปริมาณข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ มีความไวและความน่าเชื่อถือสูง ในการใช้งานจริง การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นอัลตราโซนิคถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบรอยเชื่อมของท่อเหล็กชนิดต่างๆ เช่น ท่อส่งน้ำ ภาชนะรับแรงดัน เป็นต้น

3. การตรวจจับตำหนิด้วยอนุภาคแม่เหล็ก: การตรวจจับตำหนิด้วยอนุภาคแม่เหล็กเป็นวิธีการตรวจจับตำหนิบนพื้นผิวและใกล้พื้นผิวโดยอาศัยคุณสมบัติการดูดซับของผงแม่เหล็กบนพื้นผิวของรอยเชื่อม การตรวจจับตำหนิด้วยอนุภาคแม่เหล็กสามารถตรวจจับรอยแตก รูพรุน และตำหนิอื่นๆ บนรอยเชื่อมได้อย่างแม่นยำ มีความไวและความน่าเชื่อถือสูง ในการใช้งานจริง การตรวจจับตำหนิด้วยอนุภาคแม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบรอยเชื่อมของท่อเหล็กต่างๆ เช่น โครงสร้างเหล็ก เรือ เป็นต้น

4. การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยกระแสไหลวน: การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยกระแสไหลวนเป็นวิธีการตรวจจับข้อบกพร่องภายในโดยใช้การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไหลวนในรอยเชื่อม การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยกระแสไหลวนมีความไวและความน่าเชื่อถือสูง และสามารถตรวจจับข้อบกพร่องภายในของรอยเชื่อมได้อย่างแม่นยำ ในการใช้งานจริง การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยกระแสไหลวนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบรอยเชื่อมของท่อเหล็กชนิดต่างๆ เช่น ท่อสแตนเลส ท่อทองแดง เป็นต้น

5. การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยสารแทรกซึมของเหลว: การตรวจหาข้อบกพร่องด้วยสารแทรกซึมของเหลวเป็นวิธีการตรวจจับข้อบกพร่องบนพื้นผิวโดยอาศัยคุณสมบัติของสารแทรกซึมของเหลวที่สามารถแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวของรอยเชื่อม การทดสอบด้วยสารแทรกซึมของเหลวสามารถตรวจจับรอยแตก รูพรุน และข้อบกพร่องอื่นๆ บนรอยเชื่อมได้อย่างแม่นยำด้วยความไวและความน่าเชื่อถือสูง ในการใช้งานจริง การทดสอบด้วยสารแทรกซึมของเหลวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบรอยเชื่อมของท่อเหล็กต่างๆ เช่น เหล็กหล่อ ภาชนะรับแรงดัน เป็นต้น