Giáo Trình Quy Trình Hàn Nghề Hàn Cao Đẳng Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Giáo trình nghiên cứu quy trình hàn nghề hàn cao đẳng trường cao đẳng dầu khí, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên .

• Tác giả: Trần Thanh Ngọc
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Quy Trình Hàn
• Đề tài: Giáo Trình Quy Trình Hàn Cao Đẳng Dầu Khí
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Bà Rịa-Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUY TRÌNH HÀN (WPS)
• 1.1. Định nghĩa về quy trình hàn
• 1.2. Ý nghĩa của quy trình hàn
• 1.3. Các bước trong một quy trình hàn
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÁO CÁO THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH HÀN (PQR)
• 2.1. Định nghĩa về báo cáo thử nghiệm quy trình hàn
• 2.2. Ý nghĩa của báo cáo quy thử nghiệm trình hàn
• 2.3. Các bước trong một báo cáo thử nghiệm quy trình hàn
• 3. CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN ĐỌC QUY TRÌNH HÀN (WPS)
• 3.1. Quy trình hàn theo tiêu chuẩn AWS
• 3.2. Quy trình hàn theo tiêu chuẩn ASME
• 4. CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN ĐỌC BÁO CÁO THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH HÀN (PQR)
• 4.1. Báo cáo thử nghiệm quy trình hàn theo tiêu chuẩn AWS
• 4.2. Báo cáo thử nghiệm quy trình hàn theo tiêu chuẩn ASME
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Quy Trình Hàn Cao Đẳng Dầu Khí

Giáo trình "Quy trình hàn" được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho sinh viên ngành hàn tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm cơ bản về quy trình hàn, các tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng trong ngành hàn, cũng như các phương pháp hàn hiện đại. Mục tiêu chính là đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật hàn có tay nghề cao, đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp dầu khí.

1.1. Định nghĩa và Ý nghĩa của Quy Trình Hàn

Quy trình hàn là tài liệu mô tả các bước cần thiết để thực hiện một mối hàn đạt tiêu chuẩn. Nó giúp đảm bảo chất lượng và an toàn trong quá trình hàn, đồng thời giảm thiểu rủi ro và chi phí sửa chữa.

1.2. Các Tiêu Chuẩn và Quy Phạm trong Quy Trình Hàn

Các tiêu chuẩn như AWS, ASME, và ISO là những quy định quan trọng trong quy trình hàn. Chúng đảm bảo rằng các mối hàn được thực hiện theo đúng yêu cầu kỹ thuật và an toàn.

II. Vấn đề và Thách thức trong Quy Trình Hàn

Ngành hàn trong dầu khí đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm yêu cầu về chất lượng cao và an toàn lao động. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và an toàn trong sản xuất. Các vấn đề như thiếu hụt nhân lực có tay nghề và công nghệ hàn lạc hậu cũng cần được giải quyết.

2.1. Các Thách Thức về Chất Lượng trong Hàn

Chất lượng mối hàn là yếu tố quyết định đến độ bền và an toàn của sản phẩm. Việc không tuân thủ quy trình hàn có thể dẫn đến các sự cố nghiêm trọng trong quá trình vận hành.

2.2. An Toàn trong Quy Trình Hàn

An toàn lao động là ưu tiên hàng đầu trong ngành hàn. Cần có các biện pháp bảo vệ và đào tạo nhân viên để giảm thiểu rủi ro trong quá trình hàn.

III. Phương Pháp Hàn Hiện Đại trong Ngành Dầu Khí

Các phương pháp hàn như hàn TIG, MIG, và hàn hồ quang đang được áp dụng rộng rãi trong ngành dầu khí. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và ứng dụng riêng, giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng mối hàn.

3.1. Hàn TIG và Ứng Dụng của Nó

Hàn TIG là phương pháp hàn sử dụng điện cực tungsten không nóng chảy, cho phép tạo ra các mối hàn chất lượng cao, đặc biệt là trong hàn thép không gỉ và nhôm.

3.2. Hàn MIG và Lợi Ích của Nó

Hàn MIG sử dụng dây hàn nóng chảy, giúp tăng tốc độ hàn và giảm chi phí sản xuất. Phương pháp này rất phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Quy Trình Hàn trong Ngành Dầu Khí

Quy trình hàn không chỉ được áp dụng trong sản xuất mà còn trong bảo trì và sửa chữa các thiết bị trong ngành dầu khí. Việc áp dụng đúng quy trình hàn giúp nâng cao độ bền và tuổi thọ của thiết bị.

4.1. Ứng Dụng trong Sản Xuất Thiết Bị

Quy trình hàn được sử dụng để sản xuất các thiết bị như bồn chứa, đường ống và các cấu trúc hàn khác trong ngành dầu khí.

4.2. Bảo Trì và Sửa Chữa Thiết Bị

Việc bảo trì và sửa chữa thiết bị hàn là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong sản xuất. Quy trình hàn giúp xác định các phương pháp sửa chữa phù hợp.

V. Kết Luận và Tương Lai của Quy Trình Hàn

Quy trình hàn đóng vai trò quan trọng trong ngành dầu khí, giúp đảm bảo chất lượng và an toàn trong sản xuất. Tương lai của quy trình hàn sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các công nghệ mới và phương pháp hàn tiên tiến.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ Hàn

Công nghệ hàn sẽ tiếp tục phát triển với sự ra đời của các thiết bị hàn tự động và robot, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quá trình hàn.

5.2. Tầm Quan Trọng của Đào Tạo Nhân Lực

Đào tạo nhân lực có tay nghề cao là yếu tố quyết định đến sự thành công của quy trình hàn. Cần có các chương trình đào tạo chất lượng để đáp ứng nhu cầu của ngành.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Quy trình hàn (Mã môn học: MECW64075) là tài liệu đào tạo chuyên môn bắt buộc thuộc chương trình đào tạo nghề Hàn trình độ Cao đẳng, được ban hành theo Quyết định số 214/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Tài liệu do tập thể giảng viên Khoa Giáo dục nghề nghiệp biên soạn, gồm Chủ biên Trần Thanh Ngọc cùng các tác giả Trần Nam An và An Đình Quân.

       [Khối kiến thức cơ sở]
  (Dung sai, Vật liệu, Vẽ KT, Điện KT)
      [Khối mô-đun thực hành nghề]
   (Hàn SMAW, GMAW, FCAW, GTAW, SAW)
        [MECW64075: QUY TRÌNH HÀN]
 (WPS/PQR theo AWS D1.1, ASME IX, ISO 15614)
     [Đánh giá NDT & Thực tập SX]

Về vị trí trong chương trình đào tạo, môn học có thời lượng 4 tín chỉ (tổng cộng 60 giờ định mức, gồm 56 giờ lý thuyết và thảo luận, 4 giờ kiểm tra). Môn học được bố trí sau các học phần cơ sở kỹ thuật (Dung sai MECM53001, Vật liệu cơ khí MECM53002, Vẽ kỹ thuật 1 MECM52003, Điện kỹ thuật cơ bản ELEI53055) và nối tiếp sau hệ thống 13 mô-đun kỹ thuật tay nghề thực hành từ MECW52162 đến MECW52174 (bao gồm Chế tạo phôi hàn, Gá lắp kết cấu hàn, Hàn hồ quang tay, Hàn MIG/MAG, Hàn TIG, Hàn FCAW, Hàn SAW, Hàn điện trở và Hàn ống).

Mục tiêu học tập (Learning Outcomes) của giáo trình được xác định rõ qua 3 nhóm chuẩn đầu ra:

• Về kiến thức (A1): Liệt kê đầy đủ trình tự các bước thiết lập một quy trình hàn; phân biệt cấu trúc, chức năng của Bản đặc điểm kỹ thuật quy trình hàn (WPS) và Báo cáo thử nghiệm quy trình hàn (PQR/WPQR).
• Về kỹ năng (B1): Thiết lập các thông số quy trình hàn; đọc và giải thích thành thạo các văn bản WPS, PQR theo hệ thống quy phạm tiêu chuẩn quốc tế.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Tuân thủ quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp; hình thành tác phong làm việc tỉ mỉ, trung thực, chính xác và có kỷ luật trong việc giám sát, kiểm soát chất lượng mối hàn.

Cấu trúc giáo trình gồm 4 chương trọng tâm, tiếp cận theo logic đi từ cơ sở lý thuyết, định nghĩa thông số kỹ thuật đến phương pháp thử nghiệm, phê chuẩn và kỹ năng thực hành phân tích hồ sơ WPS/PQR thực tế trong sản xuất cơ khí và dầu khí. Điểm đặc thù của tài liệu là việc chuẩn hóa nội dung dựa trên các bộ tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến (AWS D1.1, ASME Section IX, hệ thống ISO/EN), cung cấp biểu mẫu kỹ thuật song ngữ kèm các ví dụ thực tế được sử dụng trong các dự án chế tạo kết cấu và đường ống áp lực.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

 [CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH HÀN (WPS)]             [CHƯƠNG 2: BÁO CÁO THỬ NGHIỆM (PQR)]
 - Bản chất & tính pháp quy của WPS          - Bản ghi thực nghiệm & kết quả kiểm định
 - Phân loại 11 biến số thiết yếu            - 5 phương pháp phê chuẩn theo ISO
 - Phân nhóm thép ASME (P1 - P10H)           - Quy trình 5 bước lập PQR / WPQR
 - Ký hiệu que/dây hàn AWS A5.1 - A5.29      - Tiêu chí thử nghiệm NDT, DT (Kéo, Uốn)
 [CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN ĐỌC WPS]               [CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN ĐỌC PQR]
 - Đọc thông số WPS theo AWS D1.1            - Đọc báo cáo PQR theo AWS D1.1
 - Đọc thông số WPS theo ASME Sec IX         - Đọc báo cáo PQR theo ASME Sec IX
 - Phân tích mẫu WPS 3G SMAW (PVMTC-S01)     - Đánh giá phạm vi chấp nhận chiều dày

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ theo 4 chương học thuật:

• Chương 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn (WPS): Trình bày định nghĩa bản thông số quy trình hàn WPS (Welding Procedure Specification), mục đích đảm bảo tính lặp lại của mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật và tính pháp quy trong sản xuất. Chương 1 hệ thống hóa các tiêu chuẩn quốc tế (AWS, ASME, ISO, EN, BS, API, ASTM, DNV, ABS, GL); cung cấp bảng mã quy chuẩn điện cực/dây hàn từ AWS A5.1 đến AWS A5.29; bảng đối chiếu mã phương pháp hàn theo USA (SMAW, GTAW, GMAW, FCAW, SAW, PAW) và ISO (111, 141, 131, 135, 136, 12, 15); bảng phân nhóm kim loại cơ bản theo hệ thống số hiệu ASME P-Number (từ P1 cho thép cacbon đến P10H cho thép hợp kim Cr-Ni-Mo >18% Cr); đồng thời mô tả chi tiết các trường thông tin trong biểu mẫu WPS (vật liệu cơ bản, vật liệu hàn, khí bảo vệ, thông số dòng điện, trình tự lớp hàn Root - Hot - Fill - Cap, sơ đồ gia nhiệt sơ bộ Preheat, kiểm soát nhiệt độ giữa các lớp Interpass và nhiệt luyện sau hàn PWHT).
• Chương 2: Giới thiệu chung về báo cáo thử nghiệm quy trình hàn (PQR): Định nghĩa báo cáo PQR (Procedure Qualification Record) hoặc WPAR (Welding Procedure Approval Record theo EN/ISO). Trình bày cấu trúc 3 phần của một PQR: thuyết minh mối hàn, bản vẽ thiết kế liên kết và biên bản ghi nhận kết quả kiểm tra phá hủy/không phá hủy. Phân tích các biến số thiết yếu (Essential Variables) cần kiểm soát; 5 phương pháp phê chuẩn quy trình hàn theo ISO (ISO 15610, ISO 15611, ISO 15612, ISO 15613, ISO 15614); quy trình 5 bước phê chuẩn thực nghiệm trên mẫu hàn; các dạng mẫu hàn tấm/ống; vị trí lấy mẫu thử kéo, uốn, va đập, độ cứng, tổ chức thô đại (macrostructure) theo ISO 6947, AWS và ASME; cùng bảng tra phạm vi chiều dày, góc vát được chấp nhận sau thử nghiệm.
• Chương 3: Hướng dẫn đọc quy trình hàn (WPS): Cung cấp phương pháp đọc hiểu, tra cứu và giải mã chi tiết các thông số trong biểu mẫu WPS chuẩn hóa theo quy phạm kết cấu thép AWS D1.1 và nồi hơi/bình áp lực ASME Section IX. Chương này phân tích biểu mẫu thực tế WPS No. PVMTC-S01 áp dụng cho liên kết hàn giáp mối vát chữ V đơn tư thế 3G (phương pháp SMAW, vật liệu JIS G3101 SS400 Group 1, que hàn AWS A5.1 E7016, chiều dày 3.0–28mm, đường kính ống >600mm, nung nóng sơ bộ min 38°C, nhiệt độ giữa các lớp max 250°C).
• Chương 4: Hướng dẫn đọc báo cáo thử nghiệm quy trình hàn (PQR): Hướng dẫn đối chiếu số liệu ghi nhận thực tế từ quá trình hàn mẫu thử và kết quả thí nghiệm cơ tính, khuyết tật mối hàn theo AWS D1.1 và ASME Section IX để xác định tính hợp lệ và phạm vi áp dụng của WPS thương mại.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết và nguyên lý cốt lõi:

• Nguyên lý biến số quy trình hàn: Phân loại và quản lý các biến số thiết yếu (phương pháp hàn, phân nhóm vật liệu gốc P-No, chiều dày, kim loại điền đầy F-No/A-No, tư thế hàn, nhiệt độ nung sơ bộ, chế độ nhiệt luyện). Mọi sự thay đổi vượt ngưỡng cho phép của biến số thiết yếu đều bắt buộc phải tiến hành kiểm tra và phê chuẩn lại quy trình.
• Hệ thống phân nhóm vật liệu kỹ thuật (ASME P-Number System):
  • Thép cacbon (Carbon Steels): Nhóm P1 (A36, A53, A106, A283, A333).
  • Thép hợp kim thấp (Alloy Steels): Nhóm P3 (%Cr ≥ 0.5%), P4 (%Cr ≥ 1.25%), P5A/B/C (A199, A335-P11/P22/P91).
  • Thép hợp kim cao (High Alloy Steels): Nhóm P6 (Martensitic), P7 (Ferritic), P8 (Austenitic: A213-TP304, TP316).
  • Thép hợp kim Nickel: Nhóm P9A, P9B, P9C (A333-Gr.3, A350-LF3).
  • Thép hợp kim cao chống ăn mòn: Nhóm P10H (Cr-Ni-Mo với %Cr > 18%, Duplex/Super Duplex A789, A790, A815).
• Hệ thống phân loại vật liệu điền đầy (AWS SFA Specification): AWS A5.1 (que hàn SMAW thép cacbon), AWS A5.4 (thép không gỉ), AWS A5.5 (thép hợp kim thấp), AWS A5.17/A5.23 (dây/thuốc hàn SAW), AWS A5.18/A5.28 (dây hàn GMAW/GTAW), AWS A5.20/A5.29 (dây hàn FCAW).
• Nhiệt động học và xử lý nhiệt liên kết hàn: Cơ chế kiểm soát nung sơ bộ (Preheat) để làm chậm tốc độ nguội, giảm nguy cơ nứt do hydro; kỹ thuật đo nhiệt bằng phấn nhiệt (Tempilstick) hoặc súng hồng ngoại (Pyrometer); nguyên lý xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) bằng lò điện hoặc tấm gia nhiệt trở lực khi chiều dày tấm $t > 19.5\text{ mm}$ nhằm giải tỏa ứng suất dư và cải thiện độ dẻo dai.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical Skills): Tra cứu độc lập các thông số tiêu chuẩn điện cực hàn (AWS, ASME); thiết lập bảng thông số chế độ hàn (dòng điện Amperage, điện áp Voltage, tốc độ hàn Travel Speed, sơ đồ phân bố lớp hàn); kiểm soát nhiệt độ nung sơ bộ và sau hàn.
• Kỹ năng phân tích (Analytical Skills): Phân tích và đối chiếu phạm vi chấp nhận (qualification ranges) về chiều dày, đường kính ống và tư thế hàn từ biên bản PQR sang bản đặc tính WPS; phân tích kết quả thử nghiệm không phá hủy (VT, RT, UT, MT, PT) theo tiêu chuẩn TCVN 7472:2005 / ISO 5817 nhóm B/C và các phép thử phá hủy (thử kéo, thử uốn, thử độ dai va đập Charpy, đo độ cứng).
• Kỹ năng nghề nghiệp thực tiễn (Practical Competencies): Đọc hiểu thành thạo các bộ tài liệu kỹ thuật hàn quốc tế; kiểm soát sự tuân thủ quy trình hàn tại công trường, xưởng đóng tàu, chế tạo bồn bể áp lực và giàn khoan dầu khí.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Phương pháp tiếp cận sư phạm (Pedagogical Approach)

Giáo trình định hướng giảng viên triển khai phương pháp dạy học tích cực:

1. Thuyết trình ngắn kết hợp nêu vấn đề kỹ thuật thực tế phát sinh tại hiện trường sản xuất.
2. Trực quan hóa quy trình thông qua việc cung cấp trực tiếp các hồ sơ WPS/PQR mẫu trích xuất từ các công trình thi công kết cấu và đường ống dầu khí.
3. Chia nhóm thảo luận (2–4 học viên/nhóm), phân công nghiên cứu, phân tích các biến số hàn, giải mã các ký hiệu kỹ thuật trên bản thông số quy trình.

Bài tập và phân tích tình huống kỹ thuật

• Phân tích hồ sơ mẫu: Học viên giải mã chi tiết bản WPS No. PVMTC-S01, xác định sự phù hợp giữa loại que hàn AWS A5.1 E7016 với kim loại cơ bản JIS G3101 SS400, phạm vi chiều dày cho phép (3.0–28mm) và tư thế hàn 3G Uphill.
• Tính toán và thiết lập biến số: Xác định chế độ nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ theo bảng phân cấp chiều dày ($t < 19\text{ mm}$, $19\text{ mm} < t < 38\text{ mm}$, $38\text{ mm} < t < 65\text{ mm}$, $t > 65\text{ mm}$); thiết lập sơ đồ phân lớp hàn (Root, Hot pass, Fill, Cap pass).
• Giải quyết tình huống: Xử lý sự cố khi mẫu thử cơ tính của PQR không đạt độ bền kéo hoặc góc uốn xuất hiện khuyết tật $> 3\text{ mm}$; xác định quy trình hàn lại và cắt mẫu thử bổ sung theo tiêu chuẩn ISO 15614 và ASME Section IX.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập

Áp dụng Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH:

• Kiểm tra thường xuyên và định kỳ (Trọng số 40%):
  • Đánh giá chuẩn đầu ra A1, A2, B1, B2, C1, C2 sau 12 giờ học.
  • Đánh giá chuẩn đầu ra A4, B4, C3 sau 55 giờ học.
  • Hình thức: Tự luận hoặc trắc nghiệm khách quan kết hợp đánh giá hoạt động nhóm.
• Thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Thực hiện sau 60 giờ học, kiểm tra tổng hợp kiến thức và kỹ năng đọc hiểu văn bản WPS/PQR bằng hình thức tự luận hoặc trắc nghiệm trên thang điểm 10, sau đó quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy chế tín chỉ.

Hướng dẫn tự học cho sinh viên

• Nghiên cứu tài liệu và đọc trước nội dung chương mục trước khi lên lớp.
• Đảm bảo thời gian tham dự tối thiểu 70% số giờ lý thuyết (sinh viên vắng $> 31%$ số tiết bắt buộc phải học lại môn học).
• Hoàn thành bài tập cá nhân và báo cáo thảo luận nhóm về các bộ hồ sơ WPS do giảng viên giao.

---

Điểm nổi bật và tính cập nhật

Danh mục	Nội dung chuẩn hóa trong giáo trình
Tiêu chuẩn áp dụng	AWS D1.1, ASME Section IX, ISO 15610 đến ISO 15614, TCVN 6834 / TCVN 7472
Hệ thống phân nhóm	Phân nhóm thép ASME P-No (P1 đến P10H); Tiêu chuẩn que/dây hàn AWS A5.1 - A5.29
Tính ứng dụng công nghiệp	Hồ sơ chế tạo bồn áp lực, giàn khoan ngoài khơi, đường ống dẫn khí dầu mỏ
Nguồn tư liệu tham khảo	TWI (Anh), Lincoln Electric (Mỹ), AWS, ASME, NXB Khoa học và Kỹ thuật

1. Chuẩn hóa theo hệ thống tiêu chuẩn quốc tế song hành: Giáo trình đối chiếu trực tiếp giữa hệ thống tiêu chuẩn Hoa Kỳ (AWS D1.1, ASME Section IX) và hệ thống tiêu chuẩn Quốc tế/Châu Âu (ISO 6947, ISO 15614, ISO 5817, EN 288). Điều này giúp người học làm chủ các thuật ngữ kỹ thuật tương đương (như WPS/PQR trong hệ ASME và pWPS/WPAR trong hệ ISO).
2. Cập nhật dữ liệu phân loại vật liệu chuyên sâu: Hệ thống hóa chi tiết bảng phân loại thép theo ASME P-Number từ nhóm thép cacbon thông dụng (P1) đến các mác thép hợp kim chịu nhiệt (P5A, P5B, P5C), thép không gỉ Austenitic (P8) và nhóm thép Duplex/Super Duplex chịu môi trường khắc nghiệt trong ngành dầu khí (P10H).
3. Gắn kết thực tiễn thi công dự án Dầu khí và Cơ khí nặng: Giáo trình sử dụng các biểu mẫu, quy trình công nghệ hàn thực tế từ các đơn vị thi công dầu khí (PVMTC), gắn liền với việc kiểm soát khuyết tật mối hàn theo các cấp độ nghiêm ngặt (kiểm tra không phá hủy 100% VT, RT/UT và thử phá hủy uốn, kéo, va đập -50°C, -70°C).
4. Nền tảng tài liệu tham khảo chính thống: Giáo trình kế thừa và trích dẫn từ các tài liệu học thuật trong và ngoài nước: Đảm bảo chất lượng hàn (Nguyễn Đức Thắng, NXB KHKT 2009), Công nghệ hàn điện nóng chảy (Ngô Lê Thông, NXBGD 2004), Welding Science & Technology (AWS 2006), ASME Section IX (ASME 2007), The Procedure Handbook of Arc Welding (Lincoln Electric) và tài liệu đào tạo kiểm tra hàn của Viện Hàn Quốc tế (TWI).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Tài liệu phục vụ trực tiếp cho sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba theo học ngành Hàn trình độ Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp đào tạo khối ngành kỹ thuật cơ khí.
• Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở (Vật liệu cơ khí, Dung sai lắp ghép, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Điện kỹ thuật) và các mô-đun thực hành tay nghề hàn cơ bản đến nâng cao (MECW52162 đến MECW52174).
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa, xây dựng đề cương bài giảng, phiếu học tập và ngân hàng câu hỏi kiểm tra đánh giá theo năng lực.
• Kỹ sư, giám sát viên và kỹ thuật viên QA/QC: Làm tài liệu tham khảo tại các nhà xưởng chế tạo cơ khí, công trường đóng tàu, lọc hóa dầu để tra cứu ký hiệu que hàn, số hiệu P-No, quy chuẩn lấy mẫu thử nghiệm và giải mã hồ sơ hàn.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế cho học viên hệ Cao đẳng nghề Hàn, sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, kỹ thuật viên giám sát hàn và nhân sự phụ trách công tác kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong các doanh nghiệp sản xuất cơ khí, đóng tàu và công trình dầu khí.

2. Cần kiến thức nền nào để học môn này?

Người học cần nắm vững kiến thức về vật liệu kim loại, bản vẽ kỹ thuật cơ khí, dung sai lắp ghép, an toàn lao động và đã trải qua quá trình thực hành các phương pháp hàn cơ bản (hồ quang tay SMAW, TIG/GTAW, MIG/MAG, FCAW).

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu kỹ thuật hàn thông thường là gì?

Khác với các tài liệu tập trung vào thao tác tay nghề hàn thực hành, giáo trình này tập trung chuyên sâu vào khía cạnh quản lý kỹ thuật, cơ sở pháp lý và kiểm soát chất lượng thông qua hai văn bản cốt lõi: Bản thông số quy trình hàn (WPS) và Báo cáo thử nghiệm quy trình hàn (PQR) theo tiêu chuẩn quốc tế AWS, ASME và ISO.

4. Làm sao để tự học và nghiên cứu giáo trình hiệu quả?

Học viên nên kết hợp việc đọc lý thuyết phân loại nhóm thép, mã que hàn với việc thực hành giải mã trực tiếp các biểu mẫu WPS/PQR có trong Chương 3 và Chương 4; chủ động tra cứu các tài liệu tiêu chuẩn tương ứng (AWS D1.1, ASME Section IX) để hiểu rõ giới hạn của các biến số thiết yếu.

5. Có những tài liệu bổ trợ nào được khuyến nghị tham khảo cùng giáo trình?

Các tài liệu bổ trợ gồm: Đảm bảo chất lượng hàn (Nguyễn Đức Thắng), Công nghệ hàn điện nóng chảy (Ngô Lê Thông), ASME Section IX: Welding and Brazing Qualifications, AWS D1.1: Structural Welding Code - Steel, và tài liệu đào tạo kiểm tra hàn của The Welding Institute (TWI).

---

Kết luận

Giáo trình Quy trình hàn (MECW64075) của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp hệ thống kiến thức hoàn chỉnh về việc thiết lập, thẩm định và đọc hiểu các văn bản kỹ thuật hàn theo chuẩn quốc tế AWS, ASME và ISO. Giáo trình đóng vai trò cầu nối chuyển tiếp từ kỹ năng thao tác hàn thực hành sang năng lực quản lý công nghệ, giám sát chất lượng và kiểm soát quy trình chế tạo cơ khí.

Lộ trình học tập đề xuất:

1. Nắm vững định nghĩa, ý nghĩa và phân loại biến số hàn thiết yếu tại Chương 1.
2. Nắm chắc 5 bước thử nghiệm, cắt mẫu kiểm tra cơ tính và tiêu chuẩn phê chuẩn PQR tại Chương 2.
3. Ứng dụng đọc hiểu, phân tích thành thạo các bộ hồ sơ WPS và PQR thực tế theo tiêu chuẩn AWS D1.1, ASME Section IX tại Chương 3 và Chương 4.

Để mở rộng kiến thức, người học nên kết hợp tra cứu các tiêu chuẩn ASME Section IX, AWS D1.1, ISO 15614 và các giáo trình chuyên khảo về kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn theo tiêu chuẩn quốc tế (MECW65076).

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ QUY TRÌNH HÀN. Quy trình hàn. Quy trình hàn là một văn bản chính thức mô tả các hành động được quy định cần phải tuân theo để tạo ra 1 mối hàn.

Văn bản đó hướng dẫn cho kỹ thuật viên hàn thực hiện các mối hàn hoàn chỉnh đạt chất lượng tốt dựa trên các yêu cầu của mỗi code. Đối với công việc hàn đòi hỏi chất lượng cao, đòi hỏi tuân thủ quy phạm nghiêm ngặt thì quy trình hàn sẽ trở thành bản thông số quy trình hàn (Welding Procedure Specification). Nó còn được viết tắt là WPS Bản thông số kỹ thuật quy trình hàn viết tắt WPS (Welding Procedure Specification) Là tài liệu cung cấp chi tiết các thông số cần thiết cho việc tạo ra 1 liên kết hàn cụ thể nhằm bảo đảm tính lặp lại (Của kết quả hàn). ▪ WPS được dùng khi có các đòi hỏi: - Mang tính pháp quy của tiêu chuẩn hay quy phạm cho lĩnh vực chế tạo loại sản phẩm cụ thể.

Đây thường là những yêu cầu tối thiểu phải tuân thủ. - Mang tính định hướng để chế tạo một vật hàn cụ thể. ▪ Hầu như mọi công việc hàn đều cần có quy trình hàn. ▪ Trong thực tế, nhà chế tạo phải có một quy trình hàn được phê chuẩn (Chấp nhận), sau đó mới đem vào áp dụng trong sản xuất.

Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Trang 14 Chỉ dẫn công việc: Là quy định đơn giản hóa của quy trình hàn, thích hợp cho việc áp dụng trực tiếp tại xưởng sản xuất. Nó là phần chia nhỏ của quy trình hàn. Ý NGHĨA CỦA QUY TRÌNH HÀN.

Giúp cho người giám sát và công nhân hàn nhận dạng được vật liệu hàn. Ghi nhớ chính xác các bước thực hiện một mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật. Tuân thủ quy trình quy phạm nhằm nâng cao chất lượng công trình, giảm chi phí sửa chữa phát sinh, an toàn hiệu quả trong sản xuất. CÁC TIÊU CHUẨN VÀ QUY PHẠM SỬ DỤNG TRONG QUY TRÌNH HÀN.

Các tiêu chuẩn thường sử dụng trong hàn và cơ khí: - BS = British Standard: Tiêu chuẩn Anh - EN = European Standard: Tiêu chuẩn Châu Âu - AWS = American Welding Society: Hiệp hội hàn Hoa Kỳ - ASME = American Society of Mechanical Engineers: Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ - ISO = International Standards Organisation: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế - ASTM = American Society for Testing and Materials.: Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ - AISI = American Iron and Steel Institute: Hội gang thép Mỹ - I I W = International Institute of Welding: Viện hàn quốc tế - ASNT = American Society for Non-destructive Testing: Hiệp hội Kiểm tra không phá huỷ Hoa Kỳ - API = American Petroleum Institute: Viện dầu khí Hoa Kỳ - ANSI = American National Standards Institute: Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ - DNV = Det Norske Veritas: Đăng kiểm Nauy - ABS = American Bureau of Shipping: Đăng kiểm hàng hải Hoa Kỳ - GL = Germanischer Lloyd: Đăng kiểm Đức Các quy phạm về tiêu chuẩn của điện cực hàn theo tiêu chuẩn ASME và AWS. AWS ASME Type Of Electrodes ( Loại Điện Cực Hàn) Spec Spec A5.1 Điện cực hàn thép cacbon cho phương pháp hàn SMAW. Que hàn phụ dùng để hàn thép cacbon, thép hợp kim cho các A5.2 phương pháp hàn bằng nhiên liệu khí. Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn.

Trang 15 AWS ASME Type Of Electrodes ( Loại Điện Cực Hàn) Spec Spec Điện cực hàn nhôm và hợp kim nhôm cho phương pháp hàn A5.4 Điện cực hàn thép không gỉ cho phương pháp hàn SMAW.5 Điện cực hàn thép hợp kim thấp cho phương pháp hàn SMAW. Điện cực hàn đồng và hợp kim đồng cho phương pháp hàn A5. Điện cực hàn đồng và hợp kim đồng cho phương pháp hàn A5.7 GMAW, GTAW, PAW… A5.8 Kim loại điền đầy sử dụng cho phương pháp hàn đồng. Điện cực hàn thép không rỉ cho phương pháp hàn GMAW, A5.

Điện cực hàn nhôm và hợp kim nhôm cho phương pháp hàn A5.10 GMAW, GTAW, PAW… Điện cực hàn nickel và hợp kim nickel cho phương pháp hàn A5. Điện cực wolfram sử dụng cho các phương pháp hàn hồ quang và A5. Điện cực hàn nickel và hợp kim nickel cho phương pháp hàn A5.14 GMAW, GTAW, PAW… A5.15 Điện cực hàn Gang. Điện cực hàn Titan và hợp kim Titan cho phương pháp hàn A5.16 GMAW, GTAW… Điện cực và chất trợ dung hàn thép cacbon sử dụng cho phương A5.17 pháp hàn SAW.

Điện cực hàn thép cacbon cho phương pháp hàn GTAW, GMAW, A5.20 Điện cực hàn thép Cacbon cho phương pháp hàn FCAW. Điện cực lõi thuốc hàn thép không rỉ sử dụng cho phương pháp A5.22 hàn FCAW và GTAW. Điện cực và chất trợ dung hàn thép hợp kim thấp sử dụng cho A5.23 phương pháp hàn SAW. Điện cực hàn Zr và hợp kim Zr cho phương pháp hàn GMAW, A5.24 GTAW, PAW… Điện cực hàn thép cacbon và thép hợp kim sử dụng cho phương A5.25 pháp hàn điện xỉ.

Điện cực hàn thép cacbon và thép hợp kim sử dụng cho phương A5.26 pháp hàn điện khí. Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Trang 16 AWS ASME Type Of Electrodes ( Loại Điện Cực Hàn) Spec Spec Điện cực hàn thép hợp kim thấp cho phương pháp hàn GMAW, A5.29 Điện cực hàn thép hợp kim thấp cho phương pháp hàn FCAW. Ghi chú : SPEC - Viết tắt của từ Specification: Đặc điểm kỹ thuật Tên gọi và ký hiệu phương pháp hàn.

Ký hiệu phương Ký hiệu phương Tên phương pháp hàn pháp hàn theo USA pháp hàn theo ISO Hàn điện hồ quang tay SMAW 111 Hàn điện cực không nóng chảy GTAW - TIG 141 trong môi trường khí trơ bảo vệ Hàn điện cực nóng chảy trong môi MIG 131 trường khí trơ bảo vệ Hàn điện cực nóng chảy trong môi MAG 135 trường khí hoạt tính bảo vệ Hàn điện cực nóng chảy với dây FCAW 136 hàn có lõi thuốc Hàn tự động dưới lớp thuốc SAW 12 Hàn hồ quang Plasma PAW 15 Hàn khí GW 311 Các phương pháp khác OW 18 Ký hiệu que hàn, dây hàn theo AWS/ASME a. Ký hiệu que hàn thép cacbon cho SMAW (A 5.1) Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Ký hiệu que hàn thép cacbon cho GMAW/GTAW/PAW (A 5.18) Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Ký hiệu que hàn thép không gỉ cho SMAW (A 5.

Ký hiệu dây hàn thép cacbon cho GMAW-GTAW-PAW (A5. Ký hiệu dây hàn thép hợp kim thấp cho GMAW-GTAW-PAW (A5. Ký hiệu dây hàn có lõi thuốc thép cacbon – FCAW (A5.20) Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Ký hiệu dây hàn có lõi thuốc thép hợp kim thấp – FCAW (A5.

Ký hiệu dây hàn/thuốc hàn thép cacbon cho SAW (A5. Ký hiệu dây hàn/thuốc hàn thép hợp kim thấp cho SAW (A5.23) Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Trang 20 Các nhóm vật liệu theo tiêu chuẩn ASME. Nhóm thép Loại vật liệu Vật liệu tiêu biểu Dạng sản phẩm Ghi chú Stt (Type (P-No) of (Spec.

No và (Product Form) (Notes) Materials) Type or Grade) A36, A53, A106, Dạng tấm, dầm, thanh Thép 1 Carbon Steels P1 A283, A333. định hình, dạng ống. cacbon Alloy Steels A335-P1, A335- P2, A213-T2, Dạng thép cán, thép Thép hợp 2 %Cr>= 0.5% P3 A204-A, đúc, dạng tấm, dạng kim ống. A209-T1 Alloy Steels A199-T11, A182, Dạng thép đúc, dạng tấm, dầm, thanh định Thép hợp 3 %Cr>=1.25% P4 A335-P11, A335- hình, dạng thép cán, kim P12, A333-4 dạng ống.

A199-T21, A199- Dạng thép đúc, linh T22, A213-T21, kiện nối đường ống, Thép hợp P5A A213-T22, A335- dạng thép cán, dạng kim thấp P21, A335-P22 ống. A199-T5, A199- Dạng thép đúc, linh Low Alloy T9, A213-P5, kiện nối đường ống, Thép hợp 4 Steels P5B A335-P5, A335- dạng thép cán, dạng kim thấp P91 ống. A182-F3V, A336-F3V, A508- Dạng tấm, dạng thép Thép hợp P5C 3V, A487, cán, Dạng thép đúc. kim thấp A451-3V Thép hợp kim cao Mac-ten-xit High Alloy A182-F6a, A182- , trong đó Steels Dạng thép cán, thép hàm lượng F6b, A217-CA15, 5 Martensitic P6 đúc, dạng tấm, dạng cacbon khá A240-S41500, ống.

A182-F430, Thép hợp High Alloy A240-410S, Dạng thép cán, thép kim cao 6 Steels Ferritic P7 A268-TP405, đúc, dạng tấm, dạng ferit, trong A268-TP430, ống. đó hàm A268-TP430Ti lượng Cr Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn. Trang 21 Nhóm thép Loại vật liệu Vật liệu tiêu biểu Dạng sản phẩm Ghi chú Stt (Type (P-No) of (Spec. No và (Product Form) (Notes) Materials) Type or Grade) khá cao và ít cacbon.

High Alloy Steels A213-TP304, Dạng ống và linh kiện Thép không A213-TP304L, liên quan đến đường rỉ 7 Austenitic P8 A213-TP316, ống, dạng dầm, thanh (chứa Cr và (Stainless A213-TP316L định hình, dạng tấm. Ni cao) Steels) A182-FR, A203- Dạng thép cán, thép A, A203-B, đúc, dạng tấm, dạng P9A A234-WPR, ống và linh kiện liên A333-7 quan đến đường ống. 8 Nickel Alloy Thép hợp Steels A333-3, kim Nickel A334-3, Dạng thép cán, thép đúc, dạng ống và linh P9B A203-D, kiện liên quan đến A203-F, đường ống. A350-LF3 P9C A352-LC4 Dạng thép đúc.

Dạng thép cán, thép đúc, dạng tấm, dạng dầm, thanh định hình, Thép hợp A479-S32550, dạng ống và linh kiện kim Cr-Ni- Cr-Ni-Mo A351-CE8MN, liên quan đến đường Mo A351-CD4MCu, 9 Alloy Steels P10H ống, hiện nay nhóm A240-S32950, thép này được sử dụng (trong đó (%Cr >18%) A789, A790, hàm lượng rộng rãi trong công A815 nghệ chế tạo các loại Cr rất cao) bồn bể đặc biệt(lót mặt trong). CÁC NỘI DUNG TRONG MỘT QUY TRÌNH HÀN. General: Các thông tin chung: ▪ Welding procedure specification: Bản thông số kĩ thuật qui trình hàn. ▪ WPS No: Mã số quy trình hàn, thường lthể hiện số thứ tự của quy trình hàn trong dự án (Ví dụ: P05 qui trình hàn ống piping số 05 ; S06 – qui trình hàn kết cấu structure số 06…) Bài 1: Giới thiệu chung về quy trình hàn.

Trang 22 ▪ Latest revision No : Phiên bản qui trình, bản mới nhất (Ví dụ: B1, B2, B3…D1, D2…) ▪ Date: Ngày tháng năm ban hành qui trình hàn. ▪ Page: Tổng số trang của qui trình hàn. ▪ Client: Tên của chủ đầu tư, nhà đầu tư. ▪ Project: Tên của dự án thi công.

▪ Supporting PQR No: Mã số của báo cáo thử nghiệm quy trình hàn, Tương ứng với số quy trình hàn. ▪ Description of process: Phương pháp hàn áp dụng cho quy trình (Ví dụ: SMAW; GTAW (TIG); GTAW/SMAW; GMAW); FCAW; SAW.) ▪ Description of impact property: Mô tả đặc tính thử độ dai va đập. VD: -50oC , - 70oC… ▪ Weld code: Tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng (Ví dụ: ASME IX, AWS D1.1, API 650… Base metals: Vật liệu cơ bản Là vật liệu được sử dụng để tạo liên kết hàn. Ví dụ: Thép tấm, thép định hình, ống, fitting…) ▪ Material specifications: Đặc điểm kỹ thuật của vật liệu cơ bản, loại vật liệu cơ bản.

Ví dụ: A106, A240, A333, A312, A790, A815, hight strength API 5L Gr.X60, X65… ▪ Code classificasion: Tiêu chuẩn vật liệu, nhóm vật liệu.