Kaynaklı imalatlar, sayısız endüstride kritik bir rol oynar ve bu birleştirmelerin kalitesi, hem ürünün performansı hem de güvenliği açısından hayati önem taşır. Kaynak kalitesini güvence altına almanın temel taşlarından biri de Kaynak Prosedürü Şartnamesi (WPS - Welding Procedure Specification)'dir. WPS, basitçe ifade etmek gerekirse, tekrarlanabilir ve güvenilir kaynak sonuçları elde etmek için kaynakçıya yol gösteren, resmi ve detaylı bir talimat belgesidir.
Bu makalede, WPS'in ne olduğunu, neden bu kadar önemli olduğunu, içeriğini, nasıl hazırlandığını ve kaynaklı imalat süreçlerindeki rolünü detaylı bir şekilde inceleyeceğiz.
Makale İçeriği:
1. WPS Nedir ve Neden Bu Kadar Önemlidir?
Kaynak Prosedürü Şartnamesi (WPS), belirli bir kaynak işleminin, belirli bir malzeme veya malzeme grubu üzerinde, istenen mekanik ve metalurjik özelliklere sahip bir kaynak dikişi üretmek için gerekli tüm değişkenleri ve talimatları içeren yazılı bir belgedir.
Önemi:
2. Bir WPS'in Olmazsa Olmaz İçeriği: Hangi Bilgileri Kapsar?
Bir WPS, kaynak işlemini tam olarak tanımlayacak ve tekrarlanabilirliğini sağlayacak tüm detayları içermelidir. Standartlara göre içerik biraz farklılık gösterse de, genel olarak bir WPS'te bulunması gereken temel bilgiler şunlardır:
3. WPS Hazırlama ve Onay Süreci: Adım Adım Kılavuz
Yeni bir WPS oluşturma ve onaylatma süreci genellikle aşağıdaki adımları içerir:
4. WPS ve PQR (Kaynak Prosedürü Onay Kaydı) Arasındaki Temel Fark Nedir?
WPS ve PQR sıkça karıştırılsa da farklı amaçlara hizmet eden iki ayrı belgedir:
5. WPS'in Sahadaki Rolü: Kaynakçı İçin Bir Rehber
WPS, kaynak atölyesinde veya sahada kaynakçı için hayati bir rehberdir:
6. WPS ile İlgili Başlıca Uluslararası Standartlar (ISO, ASME, AWS)
WPS hazırlama ve onaylama süreçleri, uluslararası kabul görmüş standartlar tarafından yönetilir. En yaygın kullanılan standartlardan bazıları şunlardır:
7. WPS Kullanımının Avantajları ve Endüstriye Katkıları
Onaylanmış WPS'lerin kullanımı, imalatçılara ve endüstriye birçok fayda sağlar:
8. WPS Hazırlarken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar ve Sık Yapılan Hatalar
Kaynak Prosedürü Şartnamesi (WPS), sadece bir belge olmanın ötesinde, kaynaklı imalatta kalitenin, tutarlılığın ve güvenilirliğin temelini oluşturan dinamik bir araçtır. Doğru bir şekilde hazırlanmış, onaylanmış ve uygulanmış bir WPS, hem üreticiye hem de son kullanıcıya önemli faydalar sağlar. Kaynak mühendisliği ve kalite güvence sistemlerinin ayrılmaz bir parçası olarak, WPS'e gereken önem ve özen gösterilmelidir.
Bu makalede, WPS'in ne olduğunu, neden bu kadar önemli olduğunu, içeriğini, nasıl hazırlandığını ve kaynaklı imalat süreçlerindeki rolünü detaylı bir şekilde inceleyeceğiz.
Makale İçeriği:
- WPS Nedir ve Neden Bu Kadar Önemlidir?
- Bir WPS'in Olmazsa Olmaz İçeriği: Hangi Bilgileri Kapsar?
- WPS Hazırlama ve Onay Süreci: Adım Adım Kılavuz
- Ön Kaynak Prosedürü Şartnamesi (pWPS)
- Kaynak Prosedürü Onay Kaydı (PQR / WPQR)
- WPS ve PQR (Kaynak Prosedürü Onay Kaydı) Arasındaki Temel Fark Nedir?
- WPS'in Sahadaki Rolü: Kaynakçı İçin Bir Rehber
- WPS ile İlgili Başlıca Uluslararası Standartlar (ISO, ASME, AWS)
- WPS Kullanımının Avantajları ve Endüstriye Katkıları
- WPS Hazırlarken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar ve Sık Yapılan Hatalar
1. WPS Nedir ve Neden Bu Kadar Önemlidir?
Kaynak Prosedürü Şartnamesi (WPS), belirli bir kaynak işleminin, belirli bir malzeme veya malzeme grubu üzerinde, istenen mekanik ve metalurjik özelliklere sahip bir kaynak dikişi üretmek için gerekli tüm değişkenleri ve talimatları içeren yazılı bir belgedir.
Önemi:
- Kalite Güvencesi: WPS, kaynak işlemlerinin tutarlı ve tekrarlanabilir bir kalitede yapılmasını sağlar. Farklı kaynakçılar tarafından aynı WPS kullanılarak yapılan kaynakların benzer özelliklere sahip olması hedeflenir.
- Standardizasyon: Kaynak operasyonlarını standartlaştırır, böylece keyfiliğin önüne geçilir.
- Yasal ve Sözleşmesel Gereklilik: Birçok endüstri standardı (ASME, ISO, AWS vb.) ve müşteri şartnamesi, belirli uygulamalar için onaylanmış WPS'lerin kullanılmasını zorunlu kılar.
- Kaynakçı Yeterliliği İçin Referans: Kaynakçıların performans yeterlilik testleri (kaynakçı sertifikasyonu) genellikle onaylanmış bir WPS'e göre yapılır.
- Maliyet Kontrolü: Doğru prosedürlerin kullanılması, hatalı kaynak riskini azaltarak tamir ve yeniden işleme maliyetlerini düşürür.
- İzlenebilirlik: Kaynaklı bir ürünle ilgili olası bir sorunda, kullanılan WPS referans gösterilerek problemin kaynağına inmek daha kolay olur.
- İletişim Aracı: Tasarımcılar, mühendisler, kalite kontrol personeli ve kaynakçılar arasında etkili bir iletişim aracı görevi görür.
2. Bir WPS'in Olmazsa Olmaz İçeriği: Hangi Bilgileri Kapsar?
Bir WPS, kaynak işlemini tam olarak tanımlayacak ve tekrarlanabilirliğini sağlayacak tüm detayları içermelidir. Standartlara göre içerik biraz farklılık gösterse de, genel olarak bir WPS'te bulunması gereken temel bilgiler şunlardır:
- Genel Bilgiler:
- WPS numarası ve revizyonu
- Destekleyen PQR (WPQR) numarası
- Hazırlayan ve onaylayan kişi/kurum bilgileri
- Tarih
- Uygulanacak standart (örn: ISO 15614-1, ASME Section IX QW-482)
- Birleştirme Detayları (Joints):
- Birleştirme tipi (alın kaynağı, köşe kaynağı vb.)
- Kaynak ağzı hazırlığı detayları (açı, kök aralığı, kök yüzü vb. gösteren bir şema)
- Altlık malzemesi kullanımı (varsa tipi ve malzemesi)
- Ana Malzeme (Base Metals):
- Malzeme spesifikasyonu ve kalitesi (örn: S355J2, ASTM A36)
- Malzeme grup numarası (standartlara göre)
- Kalınlık aralığı (prosedürün kapsadığı)
- Çap aralığı (boru kaynakları için)
- Dolgu Malzemeleri (Filler Metals):
- Kaynak yöntemi (örn: SMAW, GMAW, GTAW, SAW)
- Dolgu metali spesifikasyonu ve sınıflandırması (örn: ISO 2560 - E 42 0 RR 12, AWS A5.1 - E7018)
- Dolgu metali ticari adı (isteğe bağlı)
- Dolgu metali çapı/boyutu
- Koruyucu gaz (tipi, karışım oranı, debisi - gaz korumalı yöntemler için)
- Toz (tipi, ticari adı - SAW için)
- Tungsten elektrot (tipi, çapı - GTAW için)
- Kaynak Pozisyonları (Positions):
- Uygulanabilir kaynak pozisyonları (örn: PA, PB, 1G, 2G, 3F)
- Dikiş ilerleme yönü (yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya - dikey pozisyonlar için)
- Ön Isıtma (Preheat):
- Minimum ön ısıtma sıcaklığı
- Pasolar arası minimum ve maksimum sıcaklık
- Ön ısıtma bakım süresi (gerekirse)
- Kaynak Sonrası Isıl İşlem (Post Weld Heat Treatment - PWHT):
- Isıl işlem tipi
- Sıcaklık aralığı
- Tutma süresi
- Isıtma ve soğutma hızları (gerekirse)
- Elektriksel Karakteristikler:
- Akım tipi ve polaritesi (AC, DCEN, DCEP)
- Akım (amper) aralığı
- Voltaj aralığı
- Tel sürme hızı (GMAW, SAW gibi yöntemler için)
- Darbe parametreleri (darbeli akım kullanılıyorsa)
- Kaynak Tekniği (Technique):
- Salınım tekniği (genişliği, frekansı - gerekirse)
- Paso sayısı ve sırası
- Temizleme yöntemi (pasolar arası ve son temizlik)
- Ark başlangıç ve bitiş teknikleri
- Kaynak hızı aralığı
- Diğer Bilgiler:
- Kullanılan özel ekipmanlar veya aparatlar.
- Güvenlik önlemleri (gerekirse).
3. WPS Hazırlama ve Onay Süreci: Adım Adım Kılavuz
Yeni bir WPS oluşturma ve onaylatma süreci genellikle aşağıdaki adımları içerir:
- Adım 1: İhtiyacın Belirlenmesi: Hangi malzeme, kalınlık, birleştirme tipi ve kalite seviyesi için bir WPS gerektiği belirlenir.
- Adım 2: Ön Kaynak Prosedürü Şartnamesi (pWPS - preliminary WPS) Hazırlanması:
- Mevcut bilgi, deneyim, standartlar ve dolgu metali üretici tavsiyeleri kullanılarak tahmini kaynak parametrelerini ve diğer değişkenleri içeren bir taslak WPS (pWPS) hazırlanır.
- Bu pWPS, kaynakçıya test kuponunu kaynatması için rehberlik eder.
- Adım 3: Test Kuponunun Kaynatılması:
- Hazırlanan pWPS'e göre, kalifiye bir kaynakçı tarafından bir veya daha fazla test kuponu kaynatılır.
- Kaynak sırasında tüm parametreler (akım, voltaj, hız, sıcaklıklar vb.) dikkatlice kaydedilir.
- Adım 4: Tahribatlı ve Tahribatsız Muayeneler (PQR için):
- Kaynatılan test kuponu, ilgili standardın (örn: ISO 15614, ASME Section IX) gerektirdiği tahribatsız muayenelerden (VT, PT, MT, UT, RT) geçirilir.
- Eğer NDT sonuçları kabul edilebilir ise, kupon üzerinden tahribatlı test numuneleri (çekme, eğme, darbe, makro inceleme vb.) alınır ve test edilir.
- Adım 5: Kaynak Prosedürü Onay Kaydı (PQR / WPQR - Welding Procedure Qualification Record) Hazırlanması:
- Test kuponunun kaynatılması sırasında kaydedilen tüm gerçek kaynak parametreleri ve tahribatlı/tahribatsız muayene sonuçları PQR belgesine kaydedilir.
- PQR, pWPS'in belirtilen standartlara göre istenen mekanik ve metalurjik özellikleri sağladığını kanıtlayan objektif bir delildir.
- PQR, genellikle yetkili bir üçüncü taraf denetim kuruluşu veya müşteri temsilcisi tarafından onaylanır.
- Adım 6: Nihai WPS'in Hazırlanması ve Onaylanması:
- Başarılı PQR sonuçlarına dayanarak, pWPS revize edilir ve nihai WPS oluşturulur. WPS'teki parametre aralıkları, PQR'da kaydedilen ve başarılı bulunan değerlere ve ilgili standardın izin verdiği aralıklara göre belirlenir.
- Nihai WPS, kurum içindeki yetkili kişiler (kaynak mühendisi, kalite müdürü vb.) ve/veya müşteri/üçüncü taraf tarafından onaylanır.
4. WPS ve PQR (Kaynak Prosedürü Onay Kaydı) Arasındaki Temel Fark Nedir?
WPS ve PQR sıkça karıştırılsa da farklı amaçlara hizmet eden iki ayrı belgedir:
- WPS (Kaynak Prosedürü Şartnamesi):
- Amacı: Kaynakçıya, bir kaynağı nasıl yapacağına dair talimatlar verir. "Nasıl yapılacağını" anlatır.
- İçeriği: Genellikle bir parametre aralığı içerir (örn: akım 100-120A).
- Statüsü: Üretimde kullanılacak bir talimat belgesidir.
- Hazırlanışı: PQR'a dayanılarak (veya ön kalifiye ise doğrudan) hazırlanır.
- PQR (Kaynak Prosedürü Onay Kaydı / WPQR):
- Amacı: Belirli bir kaynak prosedürünün (pWPS'in) test edildiğini ve istenen özellikleri sağladığını kanıtlar. "Yapılabildiğini ve test edildiğini" gösterir.
- İçeriği: Test kuponunun kaynatılması sırasında kullanılan gerçek ve sabit parametreleri ve test sonuçlarını içerir (örn: akım 110A olarak kaydedildi).
- Statüsü: WPS'i destekleyen bir kayıt belgesidir, bir kanıttır.
- Hazırlanışı: Test kuponunun kaynatılması ve test edilmesi sonucu oluşturulur.
5. WPS'in Sahadaki Rolü: Kaynakçı İçin Bir Rehber
WPS, kaynak atölyesinde veya sahada kaynakçı için hayati bir rehberdir:
- Tutarlılık Sağlar: Kaynakçıya, her seferinde aynı kalitede kaynak yapması için gerekli tüm bilgileri sunar.
- Belirsizliği Ortadan Kaldırır: Kaynak parametreleri, malzeme hazırlığı ve teknik konusunda kaynakçının tahmin yürütmesini veya kendi yöntemlerini kullanmasını engeller.
- Eğitim Aracı: Yeni veya daha az deneyimli kaynakçılar için önemli bir öğrenme ve başvuru kaynağıdır.
- Kalite Kontrol Referansı: Kaynak süpervizörleri ve kalite kontrol personeli, yapılan kaynağın WPS'e uygun olup olmadığını denetlemek için WPS'i kullanır.
- Sorumluluk Belirler: Kaynakçı, WPS'te belirtilen talimatlara uymakla yükümlüdür.
6. WPS ile İlgili Başlıca Uluslararası Standartlar (ISO, ASME, AWS)
WPS hazırlama ve onaylama süreçleri, uluslararası kabul görmüş standartlar tarafından yönetilir. En yaygın kullanılan standartlardan bazıları şunlardır:
- ISO Standartları:
- ISO 15607: Kaynak prosedürlerinin şartnamesi ve vasıflandırılması için genel kurallar.
- ISO 15609 Serisi: Kaynak prosedürü şartnamesinin içeriği (örn: ISO 15609-1 Ark kaynağı için).
- ISO 15614 Serisi: Metalik malzemeler için kaynak prosedürlerinin vasıflandırma deneyleri (örn: ISO 15614-1 Çeliklerin ark ve gaz kaynağı, nikel ve nikel alaşımları).
- ASME (American Society of Mechanical Engineers) Standartları:
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section IX: Kaynak, sert lehimleme ve eritme prosedürlerinin kalifikasyonu.
- AWS (American Welding Society) Standartları:
- AWS D1.1/D1.1M: Yapısal Çelik Kaynak Kodu.
- AWS D1.5/D1.5M: Köprü Kaynak Kodu.
- Diğer AWS kodları (D1.2 Alüminyum, D1.3 Sac Çelik, D1.6 Paslanmaz Çelik vb.)
7. WPS Kullanımının Avantajları ve Endüstriye Katkıları
Onaylanmış WPS'lerin kullanımı, imalatçılara ve endüstriye birçok fayda sağlar:
- Artan Ürün Güvenilirliği: Sürekli ve yüksek kalitede kaynaklar, ürünlerin daha güvenilir olmasını sağlar.
- Azalan Hata Oranları: Doğru prosedürlerin izlenmesi, kaynak hatalarını ve buna bağlı tamir maliyetlerini azaltır.
- Gelişmiş Verimlilik: Standartlaştırılmış işlemler, karmaşıklığı azaltır ve üretkenliği artırabilir.
- Müşteri Güveni: Onaylanmış WPS'lerin varlığı, müşterilere kaliteye verilen önemi gösterir ve güven oluşturur.
- Yasal Uyum: Standartlara ve yönetmeliklere uyumu sağlar, olası yasal sorunları önler.
- Rekabet Avantajı: Yüksek kaliteli ve güvenilir ürünler sunmak, pazarda rekabet avantajı sağlar.
- Bilgi Birikimi: WPS ve PQR'lar, kurum içinde değerli bir kaynak bilgi birikimi oluşturur.
8. WPS Hazırlarken Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar ve Sık Yapılan Hatalar
- Standartların Doğru Anlaşılması: İlgili standardın tüm gereksinimlerinin tam olarak anlaşılması ve uygulanması kritiktir.
- Tüm Temel Değişkenlerin Kapsanması: WPS, uygulanan kaynak işlemi için geçerli olan tüm temel ve gerekliyse ilave temel değişkenleri kapsamalıdır.
- PQR'ın Doğru Yansıtılması: WPS'teki parametre aralıkları, onu destekleyen PQR'daki gerçek değerlere ve standardın izin verdiği sapmalara uygun olmalıdır.
- Anlaşılır ve Kullanıcı Dostu Olması: WPS, kaynakçının kolayca anlayabileceği ve uygulayabileceği netlikte olmalıdır. Gereksiz karmaşıklıktan kaçınılmalıdır.
- Revizyon Kontrolü: WPS'lerde yapılan değişiklikler uygun şekilde belgelenmeli ve revizyon kontrolü sağlanmalıdır.
- Uygulanabilirlik: WPS'te belirtilen parametrelerin ve tekniklerin pratik olarak sahada uygulanabilir olması gerekir.
- Detay Eksikliği: Önemli bilgilerin (örneğin pasolar arası temizlik, ön ısıtma detayları) atlanması.
- Yanlış Parametre Aralıkları: Çok dar veya aşırı geniş, gerçekçi olmayan parametre aralıkları belirlemek.
- PQR'dan Kopyala-Yapıştır: PQR'daki sabit değerleri doğrudan WPS'e aralık belirtmeden aktarmak.
- Güncel Olmayan Standartlara Dayanmak:
Kaynak Prosedürü Şartnamesi (WPS), sadece bir belge olmanın ötesinde, kaynaklı imalatta kalitenin, tutarlılığın ve güvenilirliğin temelini oluşturan dinamik bir araçtır. Doğru bir şekilde hazırlanmış, onaylanmış ve uygulanmış bir WPS, hem üreticiye hem de son kullanıcıya önemli faydalar sağlar. Kaynak mühendisliği ve kalite güvence sistemlerinin ayrılmaz bir parçası olarak, WPS'e gereken önem ve özen gösterilmelidir.
