1. Wprowadzenie
Druga część całej serii artykułów skupia się już bezpośrednio na normie EN 1090-2. W poniższym artykule, znajdziecie informacje na temat podstawowych definicji, które są potrzebne do określenia metod i ilości badań. Dowiecie się także jakie są rodzaje badań (badania typu, rutynowe, dodatkowe i inne) a także jakie są kryteria akceptacji i czym jest czas przetrzymania. Zachęcam także, do zapoznania się z pierwszą częścią, która jest wstępem do całej serii, porusza tematy ogólne związane z zapewnieniem jakości, a co najważniejsze, znajdziecie w niej plan wszystkich części serii, które sukcesywnie będą się pojawiać. Możecie ją znaleźć poniżej:
2. EN 1090-2 – Wykonanie konstrukcji stalowych i aluminiowych – wymagania techniczne dotyczące konstrukcji stalowych – ogólne informacje
W normie EN 1090-2 określono wymagania dotyczące wykonania stalowych konstrukcji i elementów, takich jak budynki, mosty, elementy pełnościenne, kratownice. Norma określa, jakie materiały konstrukcyjne podlegają pod jej zakres (m.in. wyroby walcowane na gorąco z gatunków stali nie wyższych niż S700, kształtowniki i blachy profilowane na zimno z gatunków stali nierdzewnych nie wyższych niż S700, wyroby formowane na gorąco lub na zimno ze stali nierdzewnej austenitycznej, austenityczno-ferrytycznej i ferrytycznej, kształtowniki zamknięte formowane na gorąco lub na zimno i inne). Norma dopuszcza także stale konstrukcyjne wyższych gatunków, aż do S960 włącznie, przy zachowaniu odpowiednich warunków.
Najważniejszy podział konstrukcji, który warunkuje nam późniejsze badania NDT, powyższa norma określa jako: klasa wykonania. Zgodnie z definicją:
Klasa wykonania – kategoria wymagań jakościowych, którą przyjmuje się w odniesieniu do całej konstrukcji, pojedynczego elementu lub szczegółu konstrukcyjnego.
Zdefiniowane są cztery klasy wykonania: EXC1, EXC2, EXC3 oraz EXC4, gdzie EXC1 oznacza najmniej rygorystyczną aż do EXC4 która jest najbardziej rygorystyczna. Szczegóły wyboru klasy wykonania, kiedyś były zawarte w normie EN 1090 i wyglądały trochę inaczej. Część z Was na pewno pamięta takie pojęcia jak klasa konsekwencji, kategoria użytkowania oraz kategoria produkcji. Na ich podstawie, przy zastosowaniu poniższej tabeli, wyznaczało się klasę wykonania.
Tablica B.3 z normy EN 1090-2 2008+A1:2011 – Zalecane zależności przy ustalaniu klas wykonania. [1]
Klasa konsekwencji – kryterium klasyfikacji oparte na zagrożeniu życia ludzkiego oraz konsekwencjach społecznych, ekonomicznych i środowiskowych. Dla budynków użyteczności publicznej, kategoria najwyższa, poprzez średnią dla budynków mieszkalnych aż do najniższej dla np. budynków rolniczych czy też szklarni, gdzie ludzie zazwyczaj nie przebywają stale.
Kategoria użytkowania – w zależności od złożoności procesu wytwarzania konstrukcji, wpływów otoczenia, a także oddziaływań na gotową konstrukcję, które mogą doprowadzić do ujawnienia się wad w trakcie eksploatacji, należało przyjąć jedną z dwóch kategorii. Niższa dotyczy obciążeń statycznych lub niskiej aktywności sejsmicznej, natomiast wyższa – oddziaływań zmęczeniowych oraz rejonów o średniej lub wysokiej aktywności sejsmicznej.
Kategoria produkcji – przy wykonywaniu konstrukcji z materiałów niespawanych lub spawanych, ale do gatunku niższego niż S355, należało wybrać niższą kategorię, dla materiałów bardziej wymagających była przeznaczona kategoria wyższa.
Całość oczywiście jest bardzo powiązana z Eurokodami. Eurokody to ujednolicony zestaw europejskich norm technicznych (EN), służących do projektowania konstrukcji budowlanych i inżynierskich
To tyle historii. W nowszym wydaniu zostało to przeniesione do odpowiedniej części Eurokodu. Tutaj, konkretnie jest przywołana norma EN 1993‑1‑1, gdzie znajduje się inna już tabela:
Tablica A.1 (NDP) z normy EN 1993-1-1:2022 – Wybór klasy wykonania na podstawie rodzaju obciążenia. [2]
Gdy już wiemy w jaki sposób projektant/konstruktor wyznacza klasę wykonania, czas zobaczyć jak przekłada się to na główny temat artykułu, czyli badania nieniszczące. W rozdziale 12.4, który dotyczy spawania, znajduje się informacja:
Plan kontroli i badań powinien obejmować badania typu, rutynowe (planowe) kontrole i badania oraz kontrole i badania specyficzne dla danego projektu.
3. Badania – określenie metody i ilości (częstotliwości) badań
Badania typu (z ang. type testing), badania „weryfikacyjne”.
Polegają na dodatkowych, zwiększonych wymaganiach dla pierwszych pięciu spoin wykonanych na WPS przygotowanym zgodnie z odpowiednią częścią serii EN ISO 15609 z nowego WPQR lub WPQR nowo wprowadzonego do producenta. Wymagania te są zawyżone względem późniejszych badań „seryjnych”, a wymagane jest w nich uzyskanie poziomu jakości B w celu wykazania WPS w warunkach produkcyjnych. Minimalna długość spoiny podlegająca kontroli to 900 mm.
Jeśli badania typu nie powiodą się i uzyskamy wyniki niezgodne, należy przeprowadzić analizę w celu znalezienia przyczyny. Celem powyższych działań jest potwierdzenie, że praca z danym WPS po wdrożeniu go na produkcji pozwoli produkować komponenty z pożądaną jakością. Jeżeli spawanie produkcyjne, zgodnie z WPS, spełnia wymagania jakościowe, to zakres dodatkowych badań NDT powinien być już dalej zgodny z tablicą 24, o czym niżej.
Rutynowe (planowe) kontrole i badania
Jest to kolejna grupa badań a ich zakres jest wprost powiązany z klasą wykonania. Z wytycznymi można zapoznać się w załączniku A.3, który to określa odpowiednie wymagania od EXC1 do EXC4.
Fragment tabeli A.3 z normy EN 1090-2:2018+A1:2024 – Wymagania dla każdej z klasy wykonania. [3]
Oczywiście, w tabeli tej można znaleźć wiele więcej informacji w kontekście identyfikacji materiałowej, wymagań odnośnie spawania, jak kwalifikowanie technologii spawania, kwalifikowanie spawaczy czy personelu nadzoru spawalniczego. W niniejszym artykule pozostaję jednak tylko przy kwestii badań NDT. Jak można powyżej zauważyć, w kwestii badań nieniszczących powyższa tabela kieruje nas do następnej tabeli, dokładnie o numerze 24. Całość znajduje się w rozdziale 12.4 dotyczącym spawania.
Tabela 24 z normy EN 1090-2:2018+A1:2024 – Zakres dodatkowych badań NDT. [3]
Wszystkie złącza powinny być zbadane wizualnie, czyli po prostu zawsze należy wykonać 100% VT na gotowym komponencie. Jeżeli zostaną wykryte jakiekolwiek nieciągłości powierzchniowe, norma nakazuje, aby zostały przeprowadzone inne badania powierzchniowe (mogą to być badania penetracyjne (PT) albo badania magnetyczno-proszkowe (MT)).
Poza 100% VT, dla klas wykonania EXC1, EXC2 oraz EXC3 należy przeprowadzić badania, jak to wyżej określono w tabeli 24. Dla EXC4 zakres badań dodatkowych należy określić dla każdej spoiny. Zakres dodatkowych badań nieniszczących obejmuje badania niezgodności powierzchniowych oraz wewnętrznych, jeśli to możliwe. Zakres różni się w zależności od klasy wykonania, typu spoiny, jej usytuowania oraz kierunków działających na nią sił.
Procentowe zakresy kontroli, podane w tabeli 24, stanowią odpowiednią część partii kontrolnej. Spoiny do badań powinny być wybierane w taki sposób, aby nie była to tylko jedna czy kilka wybranych spoin, ale aby różne były:
- typ spoiny,
- gatunek materiału,
- sprzęt spawalniczy.
Zakres podany w tabeli 24 odnosi się do spoin produkcyjnych w cyklu rocznym. Kryteria ustalania, jak fizycznie wyznaczyć (wybrać) odcinki do badań, zależą od długości spoiny:
- Jeżeli spoiny są równe lub dłuższe niż 900 mm, należy zbadać losowo wybrany odcinek o długości minimalnej wskazanej w powyższej tabeli, zgodnie z wartością procentową z tej tabeli.
- Jeżeli całkowita długość wszystkich spoin jest mniejsza niż 900 mm, co najmniej jedna spoina powinna zostać zbadana na całej długości, niezależnie od wartości procentowej z tabeli.
- Jeżeli natomiast partia kontrolna składa się z kilku takich samych spoin o długościach jednostkowych poniżej 900 mm, badaniu należy poddać losowo wybrane spoiny o łącznej długości zgodnej z wartością procentową z tabeli.
Norma dopuszcza zmniejszenie ilości badań poniżej wartości procentowych z tabeli 24 w przypadku, gdy w ujęciu rocznym lub przy użyciu elektronicznych metod monitorowania parametrów spawania zostanie wykazana niezmienna, akceptowalna jakość wykonywania spoin. Jest to możliwe według uznania i za zgodą odpowiedzialnego personelu nadzoru spawalniczego, pod warunkiem wdrożenia i udokumentowania odpowiedniego, trzymiesięcznego programu kontroli i audytu produkcji.
Co w przypadku, gdy badanie zakończyło się, niestety, z wynikiem negatywnym? Norma ma tutaj specjalny sposób postępowanie, który jest określony jako progresywne próbkowanie. Należy przebadać dwie dodatkowe spoiny. Jeżeli obie spełnią wymagania, pierwszą, niezgodną spoinę należy naprawić i poddać ponownemu badaniu. W przypadku, gdy któraś z dwóch dodatkowych próbek także okaże się nieakceptowalna, należy zbadać kolejne dwie. Jeżeli te dwie kolejne próbki wyjdą pozytywnie, niezgodną spoinę należy także naprawić, przebadać i po pozytywnym wyniku całość uznać za zgodną. Jeżeli natomiast jedna z kolejnych dodatkowych próbek także nie spełni wymagań jakościowych (czyli w sumie trzy próbki niezgodne – 3x NOK), wtedy wszystkie elementy reprezentowane przez progresywne próbkowanie powinny być naprawione lub wymienione oraz ponownie przebadane lub przebadane całościowo, naprawione lub wymienione i ponownie przebadane.
Kontrola i badania specyficzne dla danego projektu
Badania specyficzne to dodatkowe, określone badania, które należy wykonać ponad badania standardowe (seryjne). Dla EXC1, EXC2 oraz EXC3 specyfikacja wykonawcza może określać wymagania dotyczące badań produkcyjnych i dla określonych spoin. W przypadku EXC4, specyfikacja wykonawcza powinna określać konkretne połączenie do badania wraz z zakresem, który powinien być minimum taki jak dla EXC3. Jeżeli chodzi o badania specyficzne dla danego projektu, jeżeli zostały określone, to mogą być stosowane klasy kontroli spoin WICs (z ang. Welding Inspection Classes). W zależności od krytyczności, może być nadana klasa kontroli spoiny od WIC1 do WIC5. Informacje jak wybrać odpowiedni poziom WIC oraz odpowiadające mu badania, znajdują się w załączniku L. Tabela L.1 zawiera wytyczne dotyczące metody wyboru klasy kontroli spoin, natomiast tabela L.2 określa procentowy zakres badań dodatkowych, zgodnie z WIC. Jeżeli wykorzystuje się WIC, do badania powinna być wskazana każda konkretna spoina.
4. Kryteria akceptacji i czas przetrzymania
Kryteria akceptacji
Znajdują się w rozdziale 7.6. Jeżeli chodzi o spoiny, to jeśli nie określono inaczej, dla EXC1, EXC2 oraz EXC3, kryteria akceptacji dla niezgodności spawalniczych, powinny być następujące, w odniesieniu do EN ISO 5817, z wyjątkiem „Niewłaściwy brzeg spoiny” (505) oraz „Mikroprzyklejenie” (4014), których nie należy brać pod uwagę. Pozostałe wymagania odnośnie kształtu i wymiaru, powinny być brane pod uwagę :
- EXC1 – poziom jakości D,
- EXC2 – poziom jakości C z wyjątkiem poziomu D dla niezgodności: „Nawis” (506), „Ślad zajarzenia łuku” (601) oraz „Zakończenie krateru” (2025),
- EXC3 – poziom jakości B.
Dla EXC4, spoiny powinny spełniać co najmniej poziom jakości jak dla EXC3. Dla wskazanych spoin, dodatkowe wymagania powinny być określone.
Czas przetrzymania
Kolejna bardzo ważna rzecz, jeżeli chodzi o badania NDT to czas przetrzymania. Dodatkowe badanie nieniszczące spoiny nie powinno być zasadniczo zakończone przed upływem minimalnego czasu przetrzymania po spawaniu podanego w tabeli 23. W przypadku spoin wymagających wstępnego podgrzania, okresy te mogą zostać skrócone, jeśli element spawany zostanie podgrzany po zakończeniu spawania. Aby zapoznać się z pełną tabelą, odsyłam Was do tabeli 23 – minimalny czas przetrzymania.
5. Podsumowanie
Jeśli dotarliście do końca, to wiecie już, w jaki sposób określić badania na projekcie, a co najważniejsze, wiecie, z czego to wynika. Klasę konstrukcji określa projektant i na tej podstawie, przy zastosowaniu przywołanych norm i tabel w nich zawartych, kompetentny personel nadzoru spawalniczego oraz pracownicy działu kontroli jakości dobierają badania, ich ilość oraz sporządzają Plan Kontroli i Badań.
Kontroler jakości ma trochę ułatwione zadanie pod kątem pracy z normą (co absolutnie nie znaczy, że jego praca jest łatwa, bo praca kontrolerów NDT jest czasami bardzo niewdzięczna a bardzo często po prostu męcząca fizycznie). Pracownik wykonujący badanie nieniszczące powinien dostać zlecenie na zbadanie jasno wyznaczonego miejsca, wraz z odpowiednią instrukcją.
Jeżeli masz jakieś wątpliwości lub chciałbyś o coś zapytać, skontaktuj się z nami. W kolejnych częściach wyjaśnię to, co powyżej, ale dla następnych norm, o których wspominałem na początku.
Jeżeli do powyższych informacji masz jakieś pytania lub coś budzi Twoje wątpliwości, napisz wiadomość lub zapytaj w komentarzu.
Powyższy artykuł powstał w ramach współpracy z projektem:
Podobają Ci się moje treści o spawalnictwie? 🙂
Kliknij poniżej!
