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एडब्ल्यूएस डी1.4 क्या है?

एडब्ल्यूएस डी1.4 प्रबलित इस्पात (रीबार) की संरचनात्मक वेल्डिंग को नियंत्रित करता है। इसमें एएसटीएम ए615, ए706, और ए996 रीबार ग्रेड शामिल हैं और यह प्रत्यक्ष बट स्प्लिस, अप्रत्यक्ष बट स्प्लिस, और लैप स्प्लिस को संबोधित करता है। पूर्वतापन तालिका 7.2 से कार्बन समतुल्य द्वारा निर्धारित किया जाता है, न कि इस्पात ग्रेड श्रेणी द्वारा जैसा कि डी1.1 में होता है।

एडब्ल्यूएस डी1.4/डी1.4एम — संरचनात्मक वेल्डिंग संहिता — प्रबलित इस्पात — कंक्रीट निर्माण में उपयोग किए जाने वाले प्रबलित बार (रीबार) की वेल्डिंग को कवर करता है। वर्तमान संस्करण एडब्ल्यूएस डी1.4:2018 है। यह मानक प्रबलित बारों के बीच वेल्डेड स्प्लिस, रीबार और संरचनात्मक इस्पात सदस्यों (एम्बेड प्लेट्स, ब्रैकेट, बेस प्लेट्स) के बीच वेल्डेड कनेक्शन, और कंक्रीट-भरे अनुप्रयोगों में संरचनात्मक सदस्यों के रूप में उपयोग किए जाने वाले रीबार और इस्पात पाइप या टयूबिंग के बीच वेल्डेड कनेक्शन पर लागू होता है।

रीबार वेल्डिंग डी1.1 के तहत संरचनात्मक इस्पात वेल्डिंग की तुलना में अद्वितीय चुनौतियाँ प्रस्तुत करती है। प्रबलित इस्पात यांत्रिक गुण विनिर्देशों (यील्ड स्ट्रेंथ और तन्य शक्ति) को पूरा करने के लिए निर्मित होता है, लेकिन रासायनिक संरचना हीट के बीच और यहां तक कि एक ही हीट से बार के बीच भी काफी भिन्न हो सकती है। एएसटीएम ए615, सबसे सामान्यतः निर्दिष्ट रीबार मानक, कार्बन या मैंगनीज सामग्री को कड़ाई से नियंत्रित नहीं करता है। इसका मतलब है कि कार्बन समतुल्य — और इसलिए हाइड्रोजन-प्रेरित क्रैकिंग के प्रति संवेदनशीलता — बार-बार बहुत भिन्न होती है। डी1.4 इस परिवर्तनशीलता को प्रत्येक हीट के वास्तविक कार्बन समतुल्य के आधार पर पूर्वतापन की आवश्यकता करके संबोधित करता है, न कि ग्रेड के आधार पर एक निश्चित तालिका के रूप में, जैसा कि डी1.1 संरचनात्मक इस्पात के लिए करता है।

यह मानक अमेरिकन कंक्रीट इंस्टीट्यूट (एसीआई) 318 बिल्डिंग कोड, परमाणु सुरक्षा-संबंधित कंक्रीट संरचनाओं के लिए एसीआई 349, और बुनियादी ढांचा परियोजनाओं के लिए विभिन्न राज्य परिवहन विभागों द्वारा संदर्भित है। जब एसीआई 318 धारा 26.6.4 वेल्डेड प्रबलित इस्पात की आवश्यकता होती है, तो वेल्डिंग को डी1.4 का पालन करना चाहिए।

पूर्वतापन आवश्यकताएँ (तालिका 7.2)

डी1.4 तालिका 7.2 रीबार के कार्बन समतुल्य (सीई) और बार के आकार से पूर्वतापन निर्धारित करती है। छह सीई श्रेणियाँ 0.40 या उससे कम से लेकर 0.65 से अधिक तक फैली हुई हैं। बड़े बार और उच्च सीई मानों के लिए उच्च पूर्वतापन तापमान की आवश्यकता होती है। सीई मिल टेस्ट रिपोर्ट से डी1.4 §1.5.4 सूत्रों में से एक का उपयोग करके गणना की जाती है — अधिकांश बारों के लिए समीकरण 1 (सरलीकृत C + Mn/6), या एएसटीएम ए706/ए706एम बारों के लिए समीकरण 2 (विस्तारित)। न तो आईआईडब्ल्यू सूत्र है।

डी1.4 में पूर्वतापन प्रणाली डी1.1 से मौलिक रूप से भिन्न है। एएसटीएम विनिर्देश द्वारा इस्पात को समूहित करने और श्रेणी द्वारा पूर्वतापन असाइन करने के बजाय (जैसा कि डी1.1 तालिका 5.11 करता है), डी1.4 प्रत्येक रीबार की हीट के लिए मिल टेस्ट रिपोर्ट (एमटीआर) रसायन विज्ञान से गणना किए गए वास्तविक कार्बन समतुल्य (सीई) का उपयोग करता है। यह दृष्टिकोण प्रबलित इस्पात उत्पादन में निहित व्यापक संरचना भिन्नता को ध्यान में रखता है।

डी1.4 खंड 1.5.4 दो कार्बन समतुल्य सूत्रों को परिभाषित करता है। एएसटीएम ए706/ए706एम (समीकरण 1) को छोड़कर सभी बारों के लिए: CE = %C + %Mn/6। एएसटीएम ए706/ए706एम बारों के लिए (समीकरण 2): CE = %C + %Mn/6 + %Cu/40 + %Ni/20 + %Cr/10 − %Mo/50 − %V/10। ए706 सूत्र उस विनिर्देश में नियंत्रित अतिरिक्त मिश्र धातु तत्वों को ध्यान में रखता है। गणना के लिए मिल टेस्ट रिपोर्ट में रासायनिक विश्लेषण प्रदान किया जाना चाहिए।

तालिका 7.2 न्यूनतम पूर्वतापन तापमान निर्धारित करने के लिए बार के आकार के विरुद्ध सीई मान को क्रॉस-रेफरेंस करती है। तालिका को सीई श्रेणियों (0.40 या उससे कम, 0.41 से 0.45, 0.46 से 0.55, 0.56 से 0.65, 0.66 से 0.75, और 0.75 से अधिक) और बार के आकार के समूहों में व्यवस्थित किया गया है। समान सीई स्तर पर बड़े बारों को उच्च पूर्वतापन की आवश्यकता होती है क्योंकि अधिक द्रव्यमान ताप प्रभावित क्षेत्र में तेजी से शीतलन दर बनाता है। सीई 0.55 पर एक नंबर 11 बार को समान सीई पर एक नंबर 4 बार की तुलना में काफी अधिक पूर्वतापन की आवश्यकता होती है।

रीबार वेल्डिंग के लिए, पूर्वतापन महत्वपूर्ण है क्योंकि ए615 रीबार में सामान्य उच्च कार्बन समतुल्य मान (0.50 से 0.75 के सीई मान सामान्य हैं) एक कठोर ताप प्रभावित क्षेत्र बनाते हैं जो हाइड्रोजन-प्रेरित क्रैकिंग के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है यदि शीतलन दर को नियंत्रित नहीं किया जाता है। इस कारण से सभी डी1.4 वेल्डिंग के लिए कम हाइड्रोजन वेल्डिंग प्रक्रियाएँ और इलेक्ट्रोड अनिवार्य हैं।

रीबार विनिर्देश

डी1.4 तीन प्राथमिक रीबार विनिर्देशों को कवर करता है: एएसटीएम ए615 (कार्बन इस्पात, सबसे आम), ए706 (कम-मिश्र धातु, विशेष रूप से अधिकतम सीई 0.55 के साथ वेल्डिंग के लिए डिज़ाइन किया गया), और ए996 (रेल इस्पात और एक्सल इस्पात)। ए706 वेल्डेड कनेक्शन के लिए पसंदीदा ग्रेड है क्योंकि इसकी नियंत्रित रसायन विज्ञान कम और अधिक अनुमानित पूर्वतापन आवश्यकताओं का उत्पादन करता है।

एएसटीएम ए615 (मानक रीबार)

एएसटीएम ए615 उत्तरी अमेरिका में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रबलित बार विनिर्देश है। इसमें ग्रेड 40, 60, 75, 80, और 100 (केएसआई में यील्ड स्ट्रेंथ) में विकृत और सादे कार्बन इस्पात बार शामिल हैं। ए615 रासायनिक संरचना को प्रतिबंधित नहीं करता है सिवाय इसके कि बारों को निर्दिष्ट यांत्रिक गुणों को पूरा करना होगा। इसका मतलब है कि ए615 बारों में 0.20% से 0.50% से अधिक कार्बन सामग्री और 1.50% तक मैंगनीज हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप 0.35 से 0.70 से अधिक सीई मान होते हैं। व्यापक सीई रेंज का मतलब है कि ए615 रीबार की विभिन्न हीट्स के बीच पूर्वतापन आवश्यकताएँ नाटकीय रूप से भिन्न होती हैं, और प्रत्येक हीट का एमटीआर रसायन विज्ञान का उपयोग करके व्यक्तिगत रूप से मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

एएसटीएम ए706 (वेल्डनीय रीबार)

एएसटीएम ए706 विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए विकसित किया गया था जहां वेल्डिंग की आवश्यकता होती है। यह कार्बन को अधिकतम 0.30% और कार्बन समतुल्य को अधिकतम 0.55% तक प्रतिबंधित करता है। ये संरचना सीमाएँ यह सुनिश्चित करती हैं कि ए706 बारों में समान ग्रेड के ए615 बारों की तुलना में लगातार कम पूर्वतापन आवश्यकताएँ होती हैं। जब डिजाइनर जानता है कि रीबार स्प्लिस को यांत्रिक रूप से जोड़ने के बजाय वेल्ड किया जाएगा, तो ए706 को निर्दिष्ट करने से पूर्वतापन आवश्यकताओं को कम करके और वेल्डनीयता में सुधार करके निर्माण लागत कम हो जाती है। ए706 ग्रेड 60 और 80 में उपलब्ध है।

एएसटीएम ए996 (रेल और एक्सल रीबार)

एएसटीएम ए996 रेल इस्पात (प्रकार आर) और एक्सल इस्पात (प्रकार ए) से निर्मित प्रबलित बारों को कवर करता है। रेल इस्पात रीबार में बहुत अधिक कार्बन सामग्री (0.50% तक सामान्य) और तदनुसार उच्च कार्बन समतुल्य मान हो सकते हैं। ए996 रीबार की वेल्डिंग के लिए एमटीआर रसायन विज्ञान का सावधानीपूर्वक मूल्यांकन आवश्यक है क्योंकि सीई मान अक्सर तालिका 7.2 की उच्चतम पूर्वतापन श्रेणियों में आते हैं। प्रकार आर (रेल) बार विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण होते हैं क्योंकि रेल निर्माण प्रक्रिया से समावेशन की संभावना होती है।

स्प्लिस के प्रकार और जोड़ विवरण

डी1.4 तीन स्प्लिस प्रकारों को परिभाषित करता है: प्रत्यक्ष बट स्प्लिस (बार CJP ग्रूव वेल्ड के साथ एंड-टू-एंड संरेखित), अप्रत्यक्ष बट स्प्लिस (दो बारों को जोड़ने वाली स्प्लिस प्लेट या कोण), और लैप स्प्लिस (फ़िलेट वेल्ड के साथ ओवरलैप करने वाले समानांतर बार)। प्रत्येक स्प्लिस प्रकार में ग्रूव कोण, रूट ओपनिंग और वेल्ड लंबाई के लिए विशिष्ट जोड़ विवरण आवश्यकताएँ होती हैं।

प्रत्यक्ष बट स्प्लिस

प्रत्यक्ष बट स्प्लिस दो रीबार सिरों को एक ग्रूव वेल्ड कॉन्फ़िगरेशन में एक साथ जोड़ते हैं। बारों को एक निर्दिष्ट रूट ओपनिंग के साथ एंड-टू-एंड संरेखित किया जाता है, और एक पूर्ण जोड़ प्रवेश ग्रूव वेल्ड बनाया जाता है। यह स्प्लिस प्रकार सबसे कुशल लोड ट्रांसफर प्रदान करता है लेकिन सबसे अधिक मांग वाली वेल्डिंग तकनीक की आवश्यकता होती है। बार के सिरों को सपाट, चौकोर सतहों का उत्पादन करने के लिए तैयार किया जाना चाहिए (आमतौर पर आरी या पीसकर)। रूट पास का समर्थन करने के लिए आमतौर पर बैक-अप सामग्री (एक बैकिंग बार या कॉपर बैकिंग शू) का उपयोग किया जाता है।

अप्रत्यक्ष बट स्प्लिस (लैप स्प्लिस)

लैप स्प्लिस दो समानांतर बारों को ओवरलैप करते हैं और उन्हें ओवरलैप लंबाई के साथ फ़िलेट वेल्ड या फ्लेयर बेवल ग्रूव वेल्ड के साथ जोड़ते हैं। आवश्यक वेल्ड लंबाई बार के आकार और आवश्यक स्प्लिस शक्ति पर निर्भर करती है। लैप स्प्लिस प्रत्यक्ष बट स्प्लिस की तुलना में फिट अप और वेल्ड करना आसान होता है लेकिन इसमें अधिक सामग्री (ओवरलैप लंबाई) की आवश्यकता होती है और एक विलक्षण लोड पथ बनाता है। वे फील्ड अनुप्रयोगों में सबसे आम स्प्लिस प्रकार हैं क्योंकि वे अधिक फिट-अप भिन्नता को सहन करते हैं।

रीबार-से-संरचनात्मक इस्पात कनेक्शन

रीबार और संरचनात्मक इस्पात सदस्यों (एम्बेड प्लेट्स, ब्रैकेट, बेस प्लेट्स, संरचनात्मक आकार) के बीच कनेक्शन को डी1.4 और डी1.1 दोनों आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। महत्वपूर्ण नियम यह है कि पूर्वतापन दो संहिता आवश्यकताओं में से उच्च होना चाहिए। यदि डी1.4 तालिका 7.2 रीबार सीई और बार के आकार के आधार पर 200°F की आवश्यकता है, लेकिन डी1.1 तालिका 5.11 संरचनात्मक इस्पात ग्रेड और मोटाई के आधार पर 300°F की आवश्यकता है, तो 300°F लागू होगा। भराव धातु रीबार रसायन विज्ञान और संरचनात्मक इस्पात ग्रेड दोनों के साथ संगत होनी चाहिए। सभी कनेक्शनों के लिए कम हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (न्यूनतम E7018) की आवश्यकता होती है।

प्रक्रिया और वेल्डर योग्यता

डी1.4 केवल फ़िलेट वेल्ड डब्ल्यूपीएस (जीटीएडब्ल्यू और जीएमएडब्ल्यू-एस को छोड़कर) को §8.1.2.1 के अनुसार पूर्व-योग्य बनाता है; अन्य जोड़ प्रकारों के लिए योग्यता परीक्षण की आवश्यकता होती है। जब प्रक्रिया पूर्व-योग्य सीमाओं से बाहर आती है, तो खंड 6 के अनुसार परीक्षण द्वारा योग्यता की आवश्यकता होती है। वेल्डर योग्यता के लिए रीबार नमूनों पर बेंड टेस्ट की आवश्यकता होती है। रीबार-से-संरचनात्मक इस्पात कनेक्शन के लिए, वेल्डर को डी1.4 और डी1.1 दोनों के तहत योग्य होना चाहिए।

एडब्ल्यूएस डी1.4 आम तौर पर वेल्डिंग प्रक्रियाओं को खंड 8.2 के अनुसार परीक्षण द्वारा योग्य बनाने की आवश्यकता होती है। हालांकि, खंड 8.1.2.1 एक अपवाद प्रदान करता है: फ़िलेट वेल्ड डब्ल्यूपीएस को पूर्व-योग्य माना जाता है और परीक्षण से छूट दी जाती है, जब तक कि जीटीएडब्ल्यू के साथ प्रदर्शन न किया जाए। अन्य सभी जोड़ प्रकार — प्रत्यक्ष बट स्प्लिस, फ्लेयर बेवल ग्रूव वेल्ड, और ग्रूव वेल्ड का उपयोग करके लैप स्प्लिस — के लिए पूर्ण डब्ल्यूपीएस योग्यता परीक्षण की आवश्यकता होती है जो यह दर्शाता है कि वेल्ड निर्दिष्ट यांत्रिक गुणों को पूरा करते हैं। योग्यता परीक्षण में आमतौर पर डब्ल्यूपीएस मापदंडों का उपयोग करके वेल्डेड टेस्ट कूपन का तन्य परीक्षण और मैक्रोएच परीक्षा शामिल होती है।

डी1.4 में आवश्यक चर में वेल्डिंग प्रक्रिया, भराव धातु वर्गीकरण, आधार धातु बार आकार सीमा, सीई सीमा, पूर्वतापन तापमान, जोड़ प्रकार (प्रत्यक्ष बट या लैप), स्थिति, और शील्डिंग गैस संरचना (जीएमएडब्ल्यू और एफसीएडब्ल्यू के लिए) शामिल हैं। योग्य सीमा से परे किसी भी आवश्यक चर में परिवर्तन के लिए पुन: योग्यता की आवश्यकता होती है।

वेल्डर योग्यता के लिए प्रत्येक वेल्डर को एक योग्य डब्ल्यूपीएस का उपयोग करके रीबार पर ध्वनि वेल्ड बनाने की क्षमता प्रदर्शित करने की आवश्यकता होती है। वेल्डर प्रदर्शन परीक्षण में लागू स्थिति में एक टेस्ट कूपन का उत्पादन करना शामिल है जो दृश्य निरीक्षण और या तो बेंड परीक्षण या रेडियोग्राफिक परीक्षा पास करता है। वेल्डर को विशेष रूप से डी1.4 रीबार वेल्डिंग के लिए योग्य होना चाहिए — डी1.1 संरचनात्मक इस्पात योग्यता स्वचालित रूप से डी1.4 के तहत रीबार वेल्डिंग के लिए वेल्डर को योग्य नहीं बनाती है।

डी1.4 की अन्य एडब्ल्यूएस संरचनात्मक संहिताओं से तुलना कैसे करें

डी1.4 कार्बन समतुल्य-आधारित पूर्वतापन (तालिका 7.2) का उपयोग करता है; डी1.1 इस्पात ग्रेड और प्रक्रिया-आधारित पूर्वतापन (तालिका 5.11) का उपयोग करता है। रीबार-से-संरचनात्मक इस्पात कनेक्शन के लिए, डी1.4 या डी1.1 में से उच्च पूर्वतापन लागू होता है। डी1.4 रीबार स्प्लिस प्रकारों को कवर करता है जिन्हें डी1.1 में संबोधित नहीं किया गया है। दोनों एक ही पूर्व-योग्य डब्ल्यूपीएस ढांचे को साझा करते हैं।

डी1.4 बनाम डी1.1 (संरचनात्मक इस्पात)

D1.1 covers structural steel members where the composition is tightly controlled by the ASTM विनिर्देश. D1.1 groups steels into preheat categories (Table 5.11) based on the specification and assigns preheat by मोटाई and process. D1.4 uses individual CE calculations because rebar composition varies too widely to be grouped by specification. D1.1 provides a broad prequalified WPS path for CJP and PJP groove welds and fillets; D1.4 only prequalifies fillet welds (per खंड 8.1.2.1, except GTAW) and requires परीक्षण for all other joints. When rebar connects to structural steel, both codes apply simultaneously, and the higher preheat requirement governs.

डी1.4 बनाम डी1.8 (भूकंपीय पूरक)

D1.8 supplements D1.1 for seismic applications but does not directly address rebar वेल्डिंग. In seismic zones, welded rebar connections in special moment frames and shear walls must meet both D1.4 आवश्यकताएँ and any additional requirements imposed by ACI 318 Chapter 18 for seismic detailing. The engineer of record must specify the required splice शक्ति as a percentage of the bar yield strength (typically 100% or 125% for seismic applications).

संबंधित मानक मार्गदर्शिकाएँ

• AWS D1.1 — Structural Steel
• AWS D1.2 — Aluminum
• AWS D1.3 — Sheet Steel
• AWS D1.6 — Stainless Steel
• AWS D1.8 — Seismic Supplement
• AWS D1.9 — Titanium
• ASME Section IX — Welding Qualification
• API 1104 — Pipeline Welding
• CSA W59 — Welded Steel Construction
• CSA W47.1 — Company Certification
• ASME IX P-Numbers Guide
• ASME IX F-Numbers Guide
• Pipeline Welding Requirements
• D1.1 Preheat Calculator
• D1.4 Rebar Preheat Calculator
• D1.5 Bridge Preheat Calculator
• AWS D1.5 — Bridge Welding Code
• AS/NZS 1554 — संरचनात्मक स्टील वेल्डिंग (Australian मानक)