Interpass Temperature Là Gì? Kiểm Soát Nhiệt Độ Liên Hàn Theo AWS và ASME
Trong ba khái niệm nhiệt độ cốt lõi của hàn kỹ thuật — preheat, interpass, và PWHT — interpass temperature là khái niệm bị hiểu sai nhiều nhất. Nhiều kỹ sư nhầm interpass với preheat vì cả hai đều đo nhiệt độ trên kim loại cơ bản trước khi hàn. Sự khác biệt căn bản là: preheat là ngưỡng tối thiểu phải đạt trước lớp hàn đầu tiên, còn interpass temperature là ngưỡng tối đa không được vượt qua giữa các lớp hàn tiếp theo. Kiểm soát không đúng interpass — đặc biệt là để quá nhiệt — dẫn đến suy giảm cơ tính mối hàn theo cách không nhìn thấy bằng mắt thường và không phát hiện được qua VT hay PT thông thường.
Định Nghĩa Chính Xác: Interpass Temperature Là Gì?
Interpass temperature (nhiệt độ liên hàn) là nhiệt độ của kim loại cơ bản tại vùng hàn, đo ngay trước khi đắp lớp hàn tiếp theo trong một mối hàn đa lớp. Định nghĩa này có hai điểm quan trọng cần ghi nhớ:
- "Ngay trước khi" — không phải trong lúc hàn, không phải ngay sau khi tắt que. Phải chờ hồ quang dừng, sau đó đo trước khi bắt đầu lớp kế tiếp.
- "Tối đa" — đây là giới hạn trên, không phải mục tiêu. WPS ghi "interpass ≤ 250°C" có nghĩa là nhiệt độ tại thời điểm đo phải nhỏ hơn hoặc bằng 250°C — nếu cao hơn, phải dừng và đợi nguội.
Điểm đo là bề mặt kim loại cơ bản cách mép mối hàn khoảng 25mm (1 inch), hoặc theo quy định cụ thể trong WPS. Không đo ngay trên vũng hàn vừa đắp xong.
Tại Sao Phải Kiểm Soát Interpass Tối Đa — Hậu Quả Của Quá Nhiệt
Khi nhiệt độ giữa các lớp hàn quá cao, kim loại cơ bản và mối hàn trước đó trải qua thêm một chu trình nhiệt không kiểm soát. Hệ quả luyện kim cụ thể phụ thuộc vào loại thép, nhưng các cơ chế chung bao gồm:
- Thô hóa hạt (grain coarsening) trong HAZ: Thời gian ở nhiệt độ cao kéo dài thúc đẩy hạt tinh thể phát triển lớn hơn. Hạt thô dẫn đến giảm độ dai va đập (impact toughness / CVN energy) — đặc biệt nghiêm trọng với thép yêu cầu Charpy V-notch ở nhiệt độ thấp.
- Temper embrittlement (giòn hóa do tempering quá mức): Với thép Cr-Mo như P11, P22, nhiệt độ interpass cao trong thời gian dài có thể gây kết tủa pha giòn tại biên hạt — suy giảm cơ tính mà không phát hiện được qua kiểm tra không phá hủy thông thường.
- Biến dạng và méo kết cấu: Với kết cấu mỏng hoặc cấu kiện nhỏ, nhiệt độ tích lũy cao gây biến dạng nhiệt khó kiểm soát hơn.
- Ảnh hưởng đến tính năng creep (với thép nhiệt độ cao): Thép P91 đặc biệt nhạy cảm — interpass quá nhiệt ảnh hưởng đến phân bổ carbide và khả năng chịu creep sau hàng nghìn giờ vận hành.
Ngưỡng Interpass Tối Đa Theo Loại Thép
Giới hạn interpass temperature không có trong một bảng cố định của tiêu chuẩn — mà được xác định trong WPS dựa trên loại thép, quy trình hàn và yêu cầu cơ tính. Tuy nhiên, các ngưỡng điển hình thường gặp trong thực tế công nghiệp tại Việt Nam:
| Loại thép / Vật liệu | Grade / Spec điển hình | Interpass tối đa điển hình | Lý do kỹ thuật | Tempilstik® kiểm tra |
|---|---|---|---|---|
| Thép carbon kết cấu | SS400, A36, SM490 | 250–300°C | Tránh thô hóa hạt HAZ, kiểm soát biến dạng | #28039 (450°F/232°C) #28053 (572°F/300°C) |
| Thép Cr-Mo-V (P91) | A335 P91, A182 F91 | ≤ 300°C | Bảo vệ cấu trúc martensite tempering, tránh ảnh hưởng carbide precipitation | #28053 (572°F/300°C) |
| Thép Cr-Mo (P11, P22) | A335 P11, A335 P22 | 250–300°C | Kiểm soát temper embrittlement, duy trì toughness | #28039 (232°C) #28053 (300°C) |
| Thép không gỉ Duplex | UNS S31803, S32205 | ≤ 150°C | Tránh kết tủa pha sigma gây giòn và giảm chống ăn mòn nghiêm trọng | #28318 (302°F/150°C) |
| Thép không gỉ Austenitic | TP304, TP316, TP321 | ≤ 175°C | Ngăn sensitization (chromium carbide precipitation tại biên hạt) gây ăn mòn dạng IGC | #28318 (150°C) hoặc #28025 (177°C) |
| Thép carbon đường ống | API 5L Gr.B, X52, X65 | 250°C (tùy WPS) | Tương tự thép carbon kết cấu — tham chiếu API 1104 | #28039 (232°C) |
Kỹ Thuật Dùng 2 Que Tempilstik®: Kiểm Soát Đồng Thời Preheat Tối Thiểu và Interpass Tối Đa
Đây là thực hành chuẩn trong hàn kỹ thuật cao: dùng hai que Tempilstik® khác nhiệt độ để xác định "vùng an toàn" cho phép hàn. Nguyên tắc hoạt động:
Que #1 — Preheat tối thiểu
Vạch trước khi bắt đầu hàn. Nếu chưa chảy → nhiệt độ chưa đủ → tiếp tục nung. Nếu đã chảy → được phép bắt đầu hoặc tiếp tục hàn.
Logic kiểm soát trong thực tế: trước mỗi lớp hàn, inspector vạch cả hai que lên bề mặt cạnh mối hàn. Điều kiện cho phép hàn là: que preheat đã chảy (đạt tối thiểu) VÀ que interpass chưa chảy (chưa vượt tối đa). Chỉ cần một trong hai điều kiện không đạt là phải dừng.
Hàn thép carbon kết cấu (SS400/SM490): #28006 (preheat ≥ 66°C) + #28039 (interpass ≤ 232°C)
Hàn ống P91: #28327 (preheat ≥ 200°C) + #28053 (interpass ≤ 300°C)
Hàn duplex SS: #28009 (preheat ≥ 79°C) + #28318 (interpass ≤ 150°C)
Quy Trình Đo Interpass Đúng Kỹ Thuật Tại Công Trường
- Hoàn thành một lớp hàn. Dừng hàn, tắt nguồn điện hoặc rút que hàn.
- Làm sạch xỉ hàn trên lớp vừa đắp bằng búa gõ xỉ và chổi thép. Xỉ hàn cách nhiệt làm nhiệt độ đo sai.
- Không đo ngay. Chờ 30–60 giây để nhiệt phân bổ từ lớp hàn vào kim loại cơ bản xung quanh. Đo quá sớm cho kết quả cao giả tạo.
- Vạch que interpass (ví dụ #28053) lên bề mặt kim loại cơ bản cách mép mối hàn 25mm. Quan sát ngay:
- Nếu sáp chưa chảy (khô, dạng phấn): nhiệt độ ≤ 300°C — điều kiện đạt, được phép hàn lớp tiếp. Kiểm tra thêm que preheat để xác nhận không nguội quá mức.
- Nếu sáp chảy ướt ngay lập tức: nhiệt độ ≥ 300°C — dừng, đợi nguội tự nhiên, đo lại cho đến khi đạt.
- Ghi nhận vào hồ sơ: lớp hàn số mấy, thời gian, kết quả đo, hành động thực hiện.
Bảng Tra Nhanh Part Numbers Tempilstik® Cho Interpass
| Part Number | Nhiệt độ (°F / °C) | Dùng kiểm tra interpass tối đa cho | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| #28318 | 302°F / 150°C | Duplex stainless (≤ 150°C); austenitic SS (tham khảo) | Ngưỡng thấp nhất hay dùng cho interpass |
| #28025 | 350°F / 177°C | Austenitic SS (≤ 175°C theo một số WPS) | |
| #28039 | 450°F / 232°C | Thép carbon kết cấu (≤ 250°C); thép đường ống API 5L | Phổ biến nhất cho interpass thép carbon |
| #28053 | 572°F / 300°C | Thép carbon (≤ 300°C); P11; P22; P91 (bắt buộc) | Mã quan trọng nhất cho interpass ống áp lực |
Để tra cứu nhiệt độ preheat tối thiểu theo từng loại thép và chiều dày, xem bảng tra nhiệt độ preheat theo loại thép — tổng hợp AWS D1.1, ASME B31.3 và API 1104 song ngữ. Bài nhiệt độ preheat khi hàn thép carbon giải thích nền tảng lý do tại sao cả preheat lẫn interpass đều quan trọng. Về PWHT — bước xử lý nhiệt sau khi hoàn chỉnh mối hàn — xem PWHT là gì và vai trò của Tempilstik® trong kiểm soát PWHT.
Câu Hỏi Thường Gặp
Interpass temperature có cần ghi vào hồ sơ QA không, hay chỉ cần inspector biết?
Cần ghi vào hồ sơ. AWS D1.1 và ASME đều yêu cầu kiểm tra và ghi nhận interpass temperature như một phần của quy trình kiểm soát hàn. Hồ sơ tối thiểu gồm: số lớp hàn, thời gian đo, kết quả nhiệt độ (đạt/không đạt), hành động thực hiện nếu không đạt. Third party inspector thường yêu cầu xem hồ sơ này trong quá trình audit. Không có hồ sơ không có nghĩa là không đo — có nghĩa là không chứng minh được đã đo.
Nếu interpass vượt ngưỡng tối đa, phải xử lý thế nào — có phải cắt bỏ lớp hàn không?
Không nhất thiết phải cắt bỏ ngay lập tức. Bước đầu tiên là dừng hàn và đợi nguội về nhiệt độ cho phép rồi tiếp tục. Nếu vi phạm xảy ra nhiều lần hoặc thời gian ở nhiệt độ cao kéo dài, WPS và tiêu chuẩn áp dụng quy định liệu có cần thêm kiểm tra cơ học không. Quyết định cuối cùng thuộc về Welding Engineer dựa trên mức độ vi phạm, loại thép và yêu cầu dự án — không thể quyết định chỉ dựa trên một đo đơn lẻ.
Với hàn tự động (SAW, FCAW cơ giới hóa), có cần kiểm tra interpass bằng Tempilstik® không?
Có — đặc biệt với SAW (Submerged Arc Welding) vì heat input của SAW thường cao hơn SMAW hoặc GTAW, dẫn đến nhiệt độ tích lũy nhanh hơn. Trong hàn tự động, interpass thường được kiểm tra định kỳ theo số lớp hoặc theo thời gian quy định trong WPS, chứ không phải mỗi lớp một lần như hàn tay. Tempilstik® vẫn là công cụ spot-check tiêu chuẩn dù hàn tự động.
Có thể dùng súng đo nhiệt hồng ngoại thay cho Tempilstik® để đo interpass không?
Súng hồng ngoại cho phép đọc số liên tục và không tiếp xúc — thuận tiện hơn trong môi trường hàn. Tuy nhiên, súng hồng ngoại yêu cầu cài đặt emissivity đúng theo bề mặt thép (thép bóng và thép có vảy oxit cho emissivity khác nhau rất nhiều), và kết quả sai nếu không cài đúng. Tempilstik® không có vấn đề này vì đo bằng phản ứng hóa lý trực tiếp. Trong thực tế, nhiều xưởng dùng súng hồng ngoại cho theo dõi liên tục và Tempilstik® để xác nhận spot-check tại các điểm quan trọng.
WPS của tôi ghi "interpass ≤ 250°C" nhưng không có part number Tempilstik® nào đúng 250°C — dùng mã nào?
Dùng #28039 (450°F / 232°C). Nguyên tắc chọn mã: chọn mã có nhiệt độ thấp hơn nhưng gần nhất với ngưỡng tối đa. Khi #28039 (232°C) chưa chảy, xác nhận nhiệt độ còn dưới 232°C — đảm bảo còn cách ngưỡng 250°C một biên an toàn. Nếu dùng mã 250°C chính xác (giả sử tồn tại), khi mã chảy tức là nhiệt độ đúng bằng ngưỡng — không còn biên an toàn. Chọn mã thấp hơn một chút là thực hành thận trọng hợp lý.
Cần báo giá Tempilstik® cho kiểm soát interpass và preheat? tempil.vn là nhà phân phối chính hãng Tempil® tại Việt Nam — C/O, C/Q, VAT đầy đủ. Bán theo hộp 10 que hoặc lẻ từng que. Sẵn kho tại TPHCM và Vũng Tàu.
Yêu cầu báo giá 0938 888 958