Zarejestruj


automaty

dawid@automatyspawalnicze.pl
tel. 790 874 770

wps

Więcej informacji pod adresem
spawalnik@automatyspawalnicze.pl

symulacja stanowiska

Spawanie rurociągów i zbiorników

Spawanie to proces wymagający nie tylko wiedzy technicznej i sprawności manualnej, ale także rozumienie i stosowanie się do przepisów i norm wydawanych przez różne organizacje.

  1. Wymóg kwalifikowania technologii spawania spowodowany jest najczęściej:
    • Wymogami normy ISO 9001
    • Wymogami normy PN EN 3434 (wymagania pełne i standardowe)
    • Wytwórca wykonuje konstrukcje objęte dyrektywami UE
    • Wytwórca wykonuje konstrukcje zgodnie z przedmiotowymi kryteriami, które wymagają posiadania uznanej technologii spawania.
    • Klient wymaga od wytwórcy przedłożenia uznanej kwalifikacji technologii spawania

  

 

  1. Definicje:
Instrukcja technologiczna spawania (WPS) – WPS powinien podawać, w jaki sposób powinien przebiegać proces spawania oraz zawierać wszystkie niezbędne informacje dotyczące robót spawalniczych.
Wstępna instrukcja technologiczna spawania (pWPS) – Wstępna instrukcja technologii spawania stanowiąca bazę dla procesu kwalifikowania według jednej z metod.
Protokół kwalifikowania technologii spawania (WPQR) – protokół zawierający wszystkie dane do kwalifikowania wstępnej instrukcji technologicznej spawania.
Technologia spawania – przepisany przebieg działań w wyniku których powstaje spoina łącznie z procesem(ami) spawania, odniesieniem do materiałów, materiałów dodatkowych do spawania, przygotowania, wstępnego podgrzewania (jeśli niezbędne), metody i sposobu kontroli spawania i obróbki cieplnej po spawaniu (jeśli jest istotna i niezbędnych stosowanych urządzeń.
Badanie technologii spawania – wykonanie i zbadanie znormalizowanych złączy próbnych, zgodnie z danymi pWPS, celem kwalifikowania technologii spawania.
  1. Technologia spawania uznawana jest na podstawie serii norm PN EN 15609 – PN EN 15620
Proces Spawanie łukowe Spawanie gazowe Spawanie wiązką elektronów Spawanie wiązką promieniowania laserowego Zgrzewanie rezystancyjne Zgrzewanie kołków Zgrzewanie tarciowe
Postanowienia ogólne EN ISO 15607
Wytyczne systemu grupowania ISO/TR 15608 Nie stosowany ISO/TR 15608
WPS EN ISO 15609-1 EN ISO 15609-2 EN ISO 15609-3 EN ISO 15609-4 EN ISO 15609-5 EN ISO 14555 EN ISO 15620
Zbadane materiały dodatkowe EN ISO 15610 Nie stosowany
Wcześniej nabyte doświadczenie EN ISO 15611 15611 EN ISO 14555 15611 EN ISO 15620
Standardowa technologia EN ISO 15612 Nie stosowany
Przedprodukcyjne badanie spawania EN ISO 15613 15613 EN ISO 14555 15613 EN ISO 15620
Badanie technologii spawania EN ISO 614 - Część: 1: Stal/nikiel; 2: Aluminium; 3: Żeliwo; 4: Spawanie wykańczające odlewów aluminiowych; 5: Tytan/cyrkon; 6: Miedź; 7: Napawanie; 8: Rura do płyty sitowej; 9: Mokre spawanie podwodne; 10: Suche spawanie podwodne; EN ISO 15614 - Część: 1: Stal/nikiel; 3: Żeliwo; 6: Miedź; 7: Napawanie; EN ISO 15614 - Część: 7: Napawanie; 11: Spawanie wiązką elektronów/wiązką promieniowania laserowego; EN ISO 15614 - Część: 12: Punktowe, liniowe i garbowe; 13: Zwarciowe i iskrowe; EN ISO 14555 EN ISO 15620

 

Metody kwalifikowania technologii spawania

Sposób kwalifikacjiSposób zastosowania
Badanie technologii spawania Może być zawsze stosowana chyba, że badanie technologii spawania nie uwzględnia wystarczająco geometrii spoiny, naprężeń własnych względnie dostępu do właściwej spoiny.
Zbadanie materiałów dodatkowych do spawania Zastosowanie ograniczone jest do procesów spawania w których stosowane są materiały dodatkowe do spawania. Badanie materiałów dodatkowych do spawania musi uwzględnić materiał podstawowy stosowany w produkcji.
Dalsze ograniczenia w odniesieniu do materiału i innych parametrów podaje EN ISO 15610.
Wcześniej nabyte doświadczeni w spawaniu Podobnie jak badanie technologii spawania. Ograniczenia podaje EN ISO 15612.
Przedprodukcyjne badanie spawania Może być w zasadzie zawsze stosowane, wymaga jednak wykonania złącza próbnego w warunkach produkcyjnych. Przydatna dla produkcji masowej. Wymagania podaje EN ISO 15613.
  1. Kwalifikowanie na podstawie badania technologii spawania

 

Polega na kwalifikowaniu technologii spawania poprzez wykonanie i zbadanie odpowiednio przygotowanego złącza próbnego.


Blokowy schemat sposobu opracowywania technologii spawania

Blokowy schemat sposobu opracowywania technologii spawania

 

DziałanieWynikZaangażowane strony
Opracowanie instrukcji pWPS Wytwórca
Kwalifikowanie jedną z metod WPQR obejmujący zakres ważności zgodnie z odpowiednią normą dotyczącą kwalifikowania Wytwórca lub jeśli stosowane egzaminator / jednostka egzaminująca
Ostateczne ustalenie instrukcji WPS na podstawie WPQR Wytwórca
Wprowadzenie do produkcji Kopie WPS względnie instrukcje robocze Wytwórca

 

Tabela 2 Kwalifikowanie technologii spawania – obowiązki wytwórczy i jednostki certyfikującej.

  1. Wykonywanie złącza próbnego


Złącze próbne wykonywane przez wytwórcę odnoszące się do badania technologii powinno być reprezentowane przez znormalizowane złącze.


Kształt i wymiary złączy próbnych:

  • Długość lub liczba złączy próbnych powinna być wystarczająca do wykonania wszystkich niezbędnych badań
  • Jeśli norma dotycząca stosowania wymaga stosowania badania udarności SWC należy zaznaczyć kierunek walcowania blach.
  • Grubość materiału i/lub średnicę zewnętrzną rur należy dobrać zgodnie z odpowiednimi zakresami.
  • Kształt złącza doczołowego blach:

Złącze próbne z blach ze spoiną czołowa

  • Złącze doczołowe rury z pełnym przetopem:

Złącze doczołowe rury z pełnym przetopem: 

 

  • Złącze próbne dla złącza teowego:

 Złącze próbne dla złącza teowego

Złącze próbne dla złącza teowego

 

BADANIE TECHNOLOGII SPAWANIA ŁUKOWEGO STALI

Złącze próbneRodzaj badaniaZakres badaniaNr uwagi pod tablicą
Spoina czołowa Oględziny zewnętrzne 100% -
Badania radiograficzne lub ultradźwiekowe 100% -
Kontrola obecności pęknięć powierzchniowych 100% 1
Próba rozciągania 2 próbki -
Próba zginania poprzecznego 2 próbki do zginania z rozciąganiem od strony lica spoiny
2 próbki do próby zginania z rozciąganiem od strony grani spoiny
2
Próba udarności 2 zestawy 6
Próba twardości wg wymagań 3
Badania makroskopowe 1 próbka -
Złącze teowe ze spoiną czołową (5)

Odgałęzienie rurowe (5)
Oględziny zewnętrzne 100% -
Kontrola obecności pęknięć powierzchniowych 100% 1
Badania ultradźwiękowe 100% 4 i 7
Próba twardości wg wymagań 3
Badania makroskopowe 2 próbki -
Spoina pachwinowa w złączu z blach (5)

Spoina pachwinowa w złączu z rur (5)
Oględziny zewnętrzne 100% -
Kontrola obecności pęknięć powierzchniowych 100% 1
Badania makroskopowe 2 próbki -
Próba twardości wg wymagań 3
UWAGA 1: Badania penetracyjne wg ISO 3452 lub badania magnetyczno-proszkowe. Dla materiałów nieferrytycznych przeprowadza się tylko badania penetracyjne.
UWAGA 2: 2 próbki do próby zginania z rozciąganiem od strony lica i 2 próbki do zginania z rozciąganiem od strony grani spoiny można zastąpić 4 próbkami zginania bocznego dla grubości t ≥ 12mm.
UWAGA 3: Nie wymaga sie badań dla:
- stali ferrytycznej o Rm ≤ 420 N/mm2 (Re ≤ 275 N/mm2)
- stali z 9 grupy materiałowej
UWAGA 4: Można stosować tylko dla stali ferrytycznych o grubości t ≥ 12mm.
UWAGA 5: Jeśli pWPS lub WPS nie zostały uznane na podstawie innych wymagań, należy rozpatrzyć konieczność przeprowadzenia dodatkowych badań właściwości mechanicznych.
UWAGA 6: 1 zestaw próbek dla spoiny i 1 zestaw próbek dla SWC; badania wymagane jedynie dla t ≥ 12mm i jedynie wówczas, gdy wymagania co do właściwości materiału podstawowego określają wartość udarności lub podane to jest w innych normach przedmiotowych. Jeśli nie podano temperatury próby, należy ją przeprowadzić w temperaturze pokojowej.
UWAGA 7: Dla średnic zewnętrznych ≤ 50mm nie wymaga się badań ultradźwiękowych. Dla odgałęzienia rurowego o średnicy zewnętrznej > 50mm; jeśli nie można wykonać ze względów technicznych badania ultradźwiękowego należy wykonać, jeżeli to możliwe, badanie radiograficzne.

 

Rozmieszczenie próbek do badania dla złącza doczołowego rur

Rozmieszczenie próbek do badania dla złącza doczołowego rur

 

Rozmieszczenie próbek dla złącza teowego

Rozmieszczenie próbek dla złącza teowego

 

Rozmieszczenie próbek do badania dla odgałęzienia rurowego

Rozmieszczenie próbek do badania dla odgałęzienia rurowego

  1. Zakres kwalifikacji dla wykonywanego złącza
    • Kwalifikacja w zależności od gatunku materiału podstawowego.

W celu zmniejszenia ilości wykonywanych złącz próbnych wynikające z różnorodności gatunków materiałowych dokonano ich pogrupowania zgodnie z ISO-TR 15608 (Welding - Guidelines for a metallic materials grouping system).

 

Jeśli jeden materiał należy do dwóch grup lub podgrup, powinien zostać zakwalifikowany do niższej grupy lub podgrupy.

 

Zakres kwalifikacji dla grup stali i podgrup. 

Grupa (podgrupa) materiałowa złącza próbnegoZakres kwalifikacji
1 - 1 1a - 1
2 - 2 2a - 2, 1 - 1, 2a - 1
3 - 3 3a - 3, 1 - 1, 2 - 1, 2 - 2, 3a - 1, 3a - 2
4 - 4 4b - 4, 4b - 1, 4b - 2
5 - 5 5b - 5, 5b - 1, 5b - 2
6 - 6 6b - 6, 6b - 1, 6b - 2
7 - 7 7c - 7
7 - 3 7c - 3, 7c - 1, 7c - 2
7 - 2 7c - 2a, 7c - 1
8 - 8 8c - 8
8 - 6 8c - 6b, 8c - 1, 8c - 2, 8c - 4
8 - 5 8c - 5b, 8c - 1, 8c - 2, 8c - 4, 8c - 6.1, 8c - 6.2
8 - 3 8c - 3a, 8c - 1, 8c - 2
8 - 2 8c - 2a, 8c - 1
9 - 9 9b - 9
10 - 10 10b - 10
10 - 8 10b - 8c
10 - 6 10b - 6b, 10b - 1, 10b - 2, 10b - 4
10 - 5 10b - 5b, 10b - 1, 10b - 2, 10b - 4, 10b - 6.1, 10b - 6.2
10 - 3 10b - 3a, 10b - 1, 10b - 2
10 - 2 10b - 2a, 10b - 1
11 - 11 11b - 11, 11b - 1
a Obejmuje stałe tej samej grupy o równej lub niższej granicy plastyczności.
b Obejmuje stałe tej samej podgrupy i każdej niższej podgrupy wewnątrz tej samej grupy materiałowej.
c Obejmuje stałe tej samej podgrupy materiałowej.

 

Przedstawienie gatunków stali w odpowiednich podgrupach na podstawie ISO 15608.

 

Numer grupyNumer podgrupyPrzykładowe oznaczenia stali
ZnakZgodnie z normą
1234
Stale o granicy plastyczności Re≤460 MPa1) o zawartości:
C≤0,25%; Si≤0,60%; Mn≤1,70%; Mo≤0,70%2); S≤0,045%; P≤0,045%; Cu≤0,40%2); Ni≤0,5%2); Cr≤0,3%2); Nb≤0,05%; V≤0,12%2); Ti≤0,05%
1 Stale o granicy plastyczności Re≤275 MPa
1.1 S235JR, S235J0, S235J2, S275JR, S275J0, S275J2 PN-EN 10025-2
S275N, S275NL PN-EN 10025-3
S275M, S275ML PN-EN 10025-4
P235GH, P265GH, 16Mo3 PN-EN 10028-2
P275N, P275NH, P275NL1, P275NL2 PN-EN 10028-3
L210GA, L235GA, L245GA PN-EN 10208-1
L245NB, L245MB, 16Mo3 PN-EN 10208-2
S235JRH, S275J0H, S275J2H, S275NH, S275NLH PN-EN 10210-1
GP240GR, G17Mn5 PN-EN 10213
P195TR1, P195TR2, P235TR1, P235TR2, P265TR1, P265TR2 PN-EN 10216-1
PN-EN 10217-1
P195GH, P235GH, P265GH, 16Mo3 PN-EN 10216-2
PN-EN 10217-2
PN-EN 10217-5
P275NL1, P275NL2 PN-EN 10216-3
PN-EN 10217-3
P215NL, P255QL, P265NL PN-EN 10216-4
PN-EN 10217-6
P245GHX PN-EN 10222-2
E235, E275, E275K2 PN-EN 10297-1
A, B, D, E Przepisy Cz. IX
R35, R45 PN-89/H-84023/07
K10, K18, 16M PN-75/H-84024
Stale o granicy plastyczności 275 MPa < Re < 360 MPa
1.2 S355JR, S355J0, S355J2, S355K2 PN-EN 10025-2
S355N, S355NL PN-EN 10025-3
P295GH, P355GH, 18MnMo4-5 PN-EN 10028-2
P355N, P355NH, P355NL1, P355NL2 PN-EN 10028-3
P355M, P355ML1, P355ML2 PN-EN 10028-5
P355Q, P355QH, P355QL1, P355QL2 PN-EN 10028-6
L290GA, L360GA PN-EN 10208-1
L290NB, L290MB, L360NB, L360MB, L360QB PN-EN 10208-2
S355J0H, S355J2H, S355NH, S355NLH, S460NH, S460NLH PN-EN 10210-1
GP280GH, G20Mn5, G18Mo5 PN-EN 10213
20MnNb6 PN-EN 10216-2
P355N, P355NH, P355NL1, P355NL2 PN-EN 10216-3
PN-EN 10217-3
P285NH, P355NH, P285QH, P355QH PN-EN 10222-4
S355N1, S355N2, S355M1, S355M2, S355N3, S355M3, S355N3Z, S355M3Z PN-EN 10225
E315, E355 PN-EN 10297-1
AH32, DH32, EH32, AH36, DH36, EH36 Przepisy Cz. IX
Stale drobnoziarniste normalizowane o granicy plastyczności Re > 360 MPa
1.3 S420N, S420NL, S460N, S460NL PN-EN 10025-3
P460N, P460NH, P460NL1, P460NL2 PN-EN 10028-3
L415NB PN-EN 10208-2
8MoB5-4 PN-EN 10216-2
P460N, P460NH, P460NL1, P460NL2 PN-EN 10216-3
PN-EN 10217-3
P420NH PN-EN 10222-4
AH40, DH40, EH40 Przepisy Cz. IX
Stale trudno rdzewiejące
1.4 S235J0W, S235J2W, S355J0WP, S355J2WP, S355J2W, S355K2W PN-EN 10025-5

 

Zakres kwalifikacji w zależności od grubości materiału podstawowego

 

Grubość złacza
próbnego t
Zakres kwalifikacji
Grubość materiałuGrubość spoiny
JednościegoweWielościegowe
t ≤ 3 od 0,7t do 2t od 0,75a do 1,5a bez ograniczeń
3 < t < 30 od 0,5t (3 min.) do 1,2t od 0,75a do 1,5a bez ograniczeń
t ≥ 30 > 5 a bez ograniczeń
UWAGA 1: a jest grubością spoiny użytego złącza próbnego.
UWAGA 2: Jeśli spoina pachwinowa jest kwalifikowana przez badanie spoiny czołowej, kwalifikowany zakres grubości spoiny powinien bazować na grubości spoiwa.
a Tylko dla specjalnych zastosowań. Każda grubość spoiny powinna być oddzielnie sprawdzona podczas badania technologii spawania.

 

Zakres kwalifikacji dla grubości materiału i grubości spoin pachwinowych.

 

Średnica złacza próbnego Da, mmZakres kwalifikacji
D ≤ 25 od 0,5D do 2D
D > 25 ≥ 0,5D (25 mm min.)
UWAGA: Dla kształtowników zamkniętych D jest wymiarem mniejszej strony.
aD jest średnicą zewnętrzną rury lub średnicą zewnętrzną rury odgałęzionej.

 

Wspólne wymagania dla wszystkich technologii spawania:

  • Każdy stopień mechanizacji powinien być osobno kwalifikowany.
  • Kwalifikacja jest ważna dla metody spawania stosowanej podczas spawania.
  • Dla spawania wieloma procesami, kwalifikacja technologii spawania może być wykonana na podstawie oddzielnych badań technologii spawania. Możliwe jest również przeprowadzenia badania technologii spawania wieloma procesami w przypadku jednego uznania technologi spawania. Jednak ważność takiego uznania technologii jest tylko wtedy gdy zachowujemy odpowiednią kolejność metod.
  • Jeśli nie są określone wymagania dotyczące twardości lub udarności, spawanie w dowolnej jednej pozycji kwalifikuje spawanie we wszystkich pozycjach. Wyjątkiem może być PG i J-L045.
  • Spoiny wykonane z jednej strony bez podkładki kwalifikują spoiny wykonane z dwóch stron i spoiny wykonane z podkładką.
  • Spoiny wykonane bez żłobienia kwalifikują spoiny wykonane ze żłobieniem.
  • Ilość wprowadzonego ciepła kwalifikuje zakres od 25% powyżej stosowanego podczas spawania złącza próbnego do 25% poniżej tej wartości.
  • Ilość wprowadzonego ciepła oraz temperatury podgrzewania wstępnego oblicza się na podstawie PN EN 1011-1.
  • Każda odmiana procesu 12 powinna być niezależnie kwalifikowana.
  • Kwalifikacja podana dla topnika jest ograniczona do marki.

 

Uwagi:

  • Przed przystąpieniem do uznania technologii należy zweryfikować możliwości technologiczne zakładu.
  • Spawacz wykonujący złącze próbne powinien mieć aktualne uprawnienia do wykonywania tego typu prac.
  • Jeżeli stosowane jest podgrzewanie wstępne należy mieć możliwość zmierzenia tej temperatury.
  • Należy monitorować temperaturę międzyściegową.
  • Przed spawaniem warto wielkość próbek skonsultować z jednostką certyfikującą w celu uszczegółowienia długości.
  • Należy posiadać atesty stali, drutu do spawania, gazu, topnika, elektrod itp.
  • Należy sprawdzić jakie kombinacje drut/topnik; drut/gaz dopuszcza producent materiałów dodatkowych.
  • Próbka może zostać wcześniej przygotowana do spawania tj. ucięcie na wymiar, ukosowanie, wybiegi. Spawanie zasadnicze powinno przebiegać przy egzaminatorze.

 

Bibliografia:

  • PN EN 15614
  • PN EN ISO 15608
  • Poradnik Inżyniera Spawalnictwo, WNT, Warszawa 2003
  • Materiały własne