Lis 26, 2009
Provádění NDT kontroly a hodnocení svarů na konstrukcích
Klíčovým požadavkem současných národních i mezinárodních předpisů a norem pro navrhování a kontrolu jakosti konstrukcí a zařízení je jejich bezpečný provoz, spolehlivost a životnost.
Za bezpečný je považován výrobek bez vad nebo v míře přípustnosti vad, jejichž parametry jeho funkci, z hlediska jeho bezpečného užívání, neohrožují.
Pro zákazníka je důležité ujištění o kvalitě výrobku (svaru), kterou můžeme prokázat kontrolou provedenou na základě uznaných norem nebo předpisů, které obsahují požadavky na kritéria pro uvolnění výrobku do bezpečného užívání – to jsou platné evropské (EN) a mezinárodní (ISO) normy, především:
- normy výrobkové
- normy a předpisy pro posuzování přípustnosti kontrolou zjištěných indikací
- normy pro určování jakosti svarů
- legislativní předpisy
- případně kontraktační dohody
Jedním z významných faktorů, který ovlivňuje kritérium jakosti svarů jsou ve svaru přítomné geometrické vady, vzniklé při svařování (ve výrobě) degradací nastavených parametrů technologie nebo působením degradačních činitelů při provozu konstrukce /zařízení (teplota, napětí, koroze). Je proto podstatné volit takové prostředky a metody, které umožňují:
- spolehlivost identifikaci vad (druh, velikost, četnost) a
- stanovit přípustnost vad z hlediska provozní spolehlivosti svarové konstrukce
GEOMETRICKÉ VADY – KLASIFIKACE
Klasifikační charakteristiky a značení geometrických vad základních materiálů, řezných hran, svarových a pájených spojů nalezneme v příslušných normách ČSN EN nebo EN ISO podle citace v následujících tabulkách 1 a 2.
Tabulka 1. Normy ČSN EN a ISO pro klasifikaci vad materiálů a svarů
Základní materiály |
Hrany po tepelném dělení |
Svarové spoje |
Pájené spoje |
ČSN 420015 (VTOHV)ČSN 420060 (VHVNK)
ČSN 420062 (VVNK) ČSN 421240 (VOdL) |
ČSN EN 12584ČSN EN ISO 9013 | TavnéČSN EN ISO 6520-1 |
ČSN EN ISO 18279 |
TlakovéČSN EN ISO 6520-2 | |||
Elektronové a laserové svařování ČSN EN ISO 13919-1 |
VTOHV – vady tvářených ocelových hutních výrobků VVNK – vady výkovků z neželezných kovů
VHVNK – vady hutních výrobků z neželezných kovů VodL – vady odlitků
Tabulka 2. Značení vad podle současných norem ČSN EN ISO
Vady |
Číselné označování vad svarů |
Pájené spoje |
||
tavných |
tlakových |
elektronovým a laser. svařováním |
||
trhliny |
100 |
P100 |
100 |
ČSN EN ISO 18279 |
dutiny |
200 |
P200 |
200 |
|
vměstky |
300 |
P300 |
300 |
|
studené spoje, neprůvary |
400 |
P400 |
400 |
|
vady tvaru a rozměru |
500 |
P500 |
500 |
|
různé jiné vady |
600 |
P600 |
600 |
ČSN EN ISO klasifikují vady svarů pomocí systému referenčních čísel do šesti skupin.
Pro rozlišení bližších charakteristik (orientace, místo výskytu apod.) se vady označují čtyřmístným referenčním číslem.
NEDESTRUKTIVNÍ METODY POUŽÍVANÉ PŘI KONTROLE JAKOSTI SVAŘOVANÝCH KONSTRUKCÍ
Běžně užívané NDT metody pro zkoušení svarů jsou v přehledu uvedeny v tabulce 3, včetně platných norem ČSN EN pro provádění zkoušek (technika zkoušení) a pro hodnocení přípustnosti indikací.
Tabulka 3. Přehled používaných NDT metod
Metoda zkoušení |
Technika zkoušení podle ČSN EN |
ČSN EN normy přípustnosti indikací |
|
název | zkr. | ||
Vizuální kontrola | VT | ČSN EN 970 | ČSN EN ISO 5817ČSN EN 30042 |
Zkoušky kapilární | PT | ČSN EN 571-1 | ČSN EN 1289 |
Zkouška magnetická prášková | MT | ČSN EN 1290 | ČSN EN 1291 |
Zkoušky vířivými proudy | ET | ČSN EN 1711 | dohodou mezi smluvními stranami |
Zkoušky radiologické (prozařováním) | RT | ČSN EN 1435třída zkoušení B | ČSN EN 12517 |
Zkoušky ultrazvukové | UT | ČSN EN 1714třída zkoušení B | ČSN EN 1712 |
Požadavky na druh metod zkoušení zpravidla uvádí výrobkové normy nebo je lze stanovit dohodou mezi smluvními stranami. Obecnou směrnicí pro volbu metod NDT zkoušení je norma ČSN EN 12 062 Nedestruktivní zkoušení svarů – Obecná pravidla pro kovové materiály. Podle této normy jsou obecně uznávané NDT metody pro zjišťování povrchových a vnitřních vad přehledně uvedeny v tabulkách 4 a 5.
Tabulka 4. Volba NDT metod podle ČSN EN 12 062 pro zjišťování povrchových vad
Materiál | Metoda zkoušení |
Feritické oceli | VTVT a MT
VT a PT VT a (ET) |
Austenitické oceli,slitiny hliníku, niklu, mědi a titanu | VTVT a PT
VT a (ET) |
Pozn.: ( ) znamená omezené použití metody
Tabulka 5. Volba NDT metod podle ČSN EN 12 062 pro zjišťování vnitřních vad
Materiál a druh spoje |
Jmenovitá tloušťka (t) základního materiálu v mm |
||
t £ 8 |
8 < t £ 40 |
t > 40 |
|
Feritické tupé spoje | RT nebo (UT) | RT nebo UT | UT nebo (RT) |
Feritické T-spoje | (UT) nebo (RT) | UT nebo (RT) | UT nebo (RT) |
Austenitické tupé spoje | RT | RT nebo (UT) | RT nebo (UT) |
Austenitické T-spoje | (UT) nebo (RT) | (UT) nebo (RT) | (UT) nebo (RT) |
Tupé spoje hliníku | RT | RT nebo UT | RT nebo UT |
T-spoje hliníku | (UT) nebo (RT) | UT nebo (RT) | UT nebo (RT) |
Tupé spoje slitin niklu a mědi | RT | RT nebo (UT) | RT nebo (UT) |
T-spoje slitin niklu a mědi | (UT) nebo (RT) | (UT) nebo (RT) | (UT) nebo (RT) |
Tupé spoje titanu | RT | RT nebo (UT) | |
T-spoje titanu | (UT) nebo (RT) | UT nebo (RT) |
Pozn.: ( ) znamená omezené použití metody
POŽADAVKY NA ROZSAH ZKOUŠENÍ
Rozsah zkoušení je definován procentuální hodnotou, která vyjadřuje zkoušení celkové délky svaru a bere v úvahu:
- druh výrobku (tlaková nádoba, potrubí atd.)
- kategorii, v níž je zařízení (výrobek) klasifikováno
- typ svarového spoje (obvodové, koutové, podélné, odboček apod.)
- součinitele hodnoty svarového spoje (v = 1; 0,85 ; 0,7 ; 0,5)
- případně materiálovou skupinu (1 až 10, např. 1.1 , 8.1 , 9.3 apod.)
Upozornění:
Rozsah zkoušení musí být v souladu s příslušným závazným předpisem – tj. normou nebo specifikací podle dohody.
Jako příklad si uveďme NDT kontrolu průmyslového potrubí:
- požadavky na kontrolu a zkoušení stanovuje norma ČSN EN 13480-5
- rozsah kontroly definuje :
a) tabulka 8.2-1 pro svary obvodové, odboček, koutové a těsnící – bere v úvahu :
- materiálovou skupinu
- potrubní kategorii a
- jednotlivé typy svarů
b) tabulka 8.3-1 pro podélné svary, která zohledňuje hodnotu součinitele svarového spoje
- další části normy ustanovují požadavky na kritéria přípustnosti pro vady na povrchu a vady objemové (vnitřní) a výběr technik zkoušení
Tabulka 8.3-1 Rozsah NDT pro podélné svary
Součinitel svarového spoje – z |
VT % |
MT nebo PTa % |
RT nebo UTb % |
z £ 0,7 |
100 |
0 |
0 |
0,7 < z £ 0,85 |
100 |
10 |
10 |
0,85 < z £ 1,0 |
100 |
100 |
100 |
a U feritických materiálů musí být dána přednost MT.b Viz tabulka 8.4-3. |
Upozornění:
Jestliže jsou při kontrole jakoukoliv metodou prováděnou v rozsahu menším než 100% zjištěny nepřípustné vady pro danou kategorii svarových spojů, provádí se doplňková kontrola dvojnásobného rozsahuúseky přiléhající k nevyhovujícím. V případě, že při doplňkové kontrole jsou opět nalezeny nepřípustné vady, zvětšuje se rozsah kontroly svarů provedených daným svářečem až na 100%. svarových spojů nebo jejich úseků, provedených stejným svářečem. Především jsou kontrolovány
KRITÉRIA HODNOCENÍ PŘÍPUSTNOSTI INDIKACÍ A JAKOSTI SVARŮ
Požadavky – určuje příslušná výrobková norma.
Podle našeho předcházejícího příkladu pro kontrolu průmyslového potrubí je to ČSN EN 13480-5, tabulka 8.4-2 pro vady povrchu a tabulka 8.4-3 pro vady vnitřní. Tyto tabulky stanovují maximálně přípustné vady podle charakteristik normy ČSN EN ISO 6520-1 pro jednotlivé kategorie potrubí ve stupních jakosti podle ČSN EN 25817, nyní ČSN EN ISO 5817.
Hodnocení – je prováděno podle platných norem určování:
- stupňů přípustnosti
- stupňů jakosti
a) Stupně přípustnosti se určují podle norem přípustnosti ve vztahu k použité NDT technice zkoušení (VT, PT, …, RT), jak je uvedeno v tabulce 3. Rozlišují se stupně – 1 (vysoký), 2 (střední), 3 (nízký).
b) Stupně jakosti – B, C, D (vysoký, střední, nízký) podle ČSN EN ISO 5817 pro svary ocelí , niklu, titanu a jejich slitin zhotovených tavným svařováním kromě laserového a elektronového (dosud ČSN EN 25817 pro svary ocelí) nebo podle ČSN EN 10042 pro hliník a jeho svařitelné slitiny.
Indikované vady se hodnotí podle:
- jejich skutečných rozměrů podle daného způsobu indikace
a stupeň přípustnosti nebo jakosti se určí porovnáním s mezní velikostí pro danou indikaci v příslušné normě pro určení přípustnosti nebo jakosti v závislosti na požadavku stupně ve výrobkové normě nebo výrobkové dokumentaci, případně jiné požadované platné specifikaci.
Mezi stupni přípustnosti a jakosti není žádný kvalitativní vztah. Nelze proto odvozovat stupně jakosti ze stupňů přípustnosti a naopak.
Stupně přípustnosti se používají pro obecnou charakteristiku zjištěných indikací pro přejímku, rozhodují o posouzení přípustnosti dané zjištěné indikace ve svaru.
Stupně jakosti určují základní referenční údaje o dohotoveném svarovém spoji, nevztahují se na výrobek (jak je někdy mylně chápáno), ale pouze na daný svar na výrobku nebo jeho části. Je proto i obvyklé, že na stejném výrobku nebo jeho části jsou pro jednotlivé svary předepsány různé stupně jakosti. V řadě případů je též nutné stanovit i různé stupně jakosti pro různé vady v témže svarovém spoji.