ZKUŠENOSTI PŘI CERTIFIKACI VÝROBCŮ OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ PODLE NOREM EN 1090 Ing. Martin Sondel, Ph.D., Prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc., doc. Ing. Drahomír Schwarz, CSc. VŠB-TU Ostrava, Český svářečský ústav s.r.o., Oznámený subjekt 2498, 17.listopadu 2172, 708 33 Ostrava-Poruba
1. ÚVOD Stavební průmysl prodělává v posledním desetiletí nejvýznamnější změny s ohledem na povinnost označovat stavební výrobky značkou CE ve všech členských zemích Evropské unie a v Evropském hospodářském společenství. Od 1.7.2013 má výrobce za účelem prodeje stavebního výrobku v Evropské unii povinnost vypracovat tzv. prohlášení o vlastnostech (DoP – Declaration of Performance) a připojit označení CE, pokud se na výrobek vztahuje harmonizovaná norma nebo pro výrobek bylo vydáno evropské technické posouzení. 2. ZÁKLADNÍ LEGISLATIVA Harmonizované podmínky pro uvádění stavebních výrobků na trh definuje nařízení č.305/2011 EPaR- Evropského parlamentu a Rady (EU), kterým se zrušuje původní směrnice Rady 89/106/EHS. Pro přesné a spolehlivé prohlášení o vlastnostech by měly být posouzeny vlastnosti stavebního výrobku (ITT – Initial Type Testing) a výroba v podniku musí být řízena v souladu s příslušným systémem posuzování a ověřování stálosti vlastností (FPC – Factory Production Control). V právním prostředí České republiky přebírá přímo použitelný předpis EU nařízení 305/2011 zákon č. 22/1997 Sb, resp. jeho novela č. 100/2013 Sb. Připojením označení CE by měli výrobci dát na vědomí, že nesou zodpovědnost za shodu takového výrobku s vlastnostmi uvedenými v prohlášení. Označení CE by mělo být připojeno ke všem stavebním výrobkům, pro které výrobce sestavil prohlášení o vlastnostech v souladu s nařízením č.305/2011 EPaR (EU). Od 1.7.2014 vstupuje v platnost harmonizovaná norma EN 1090-1, která je závazná pro ocelové konstrukce a proto všechny vyrobené stavební ocelové konstrukce dodané na stavbu musí být označené značkou CE. Stavební ocelové konstrukce jsou zahrnuty v nařízení č.305/2011 EPaR (EU) v příloze č. IV v tabulce č. 1 ve skupině výrobků č. 20: Konstrukční kovové výrobky a doplňky, mezi které patří konstrukční stavební díly, dílce, sestavy a konstrukce. Aby mohl výrobce stavebních ocelových konstrukcí připojovat označení CE, musí podle nařízení EPaR č. 305/2011 (EU) a přílohy V splňovat požadavky na systém posuzování a ověřování stálosti vlastností. V případě stavebních ocelových nebo hliníkových konstrukcí je to Systém 2+ podle EN 1090-1 tabulky ZA.2. Systém 2+ uvádí následující povinnosti výrobců: •
určení typu výrobku na základě zkoušky typu (včetně odběru vzorků), výpočtů pro typ, tabulkových hodnot nebo popisné dokumentace výrobku,
•
zavedení systému řízení výroby – FPC, který zahrnuje implementaci nástrojů systémů managementu (EN ISO 9001 a EN ISO 3834) a jmenování odpovědného svářečského dozoru (RWC – Responsible Welding Coordinator),
•
zkoušky vzorků odebraných v závodě v souladu s předepsaným plánem zkoušek (PKZ).
1
Posuzování shody u výrobců v systému 2+ provádějí od 1.7.2013 tzv. Oznámené subjekty (Notified Bodies), na které jsou stanoveny požadavky uvedené rovněž v nařízení č. 305/2011 EPaR (EU). Seznam oznámených subjektů je uveden na webových stránkách EU – Nando. Oznámený subjekt pro certifikaci systému řízení výroby vydává osvědčení o shodě řízení výroby na základě: •
počáteční inspekce ve výrobním závodě,
•
inspekce systému řízení výroby (FPC),
•
průběžného dohledu, posouzení a schválení systému řízení výroby.
2.1 Požadavky na systém řízení výroby (FPC) Účelem zavedení systému FPC je zajistit, že výrobky umístěné na trh jsou v souladu s deklarovanými funkčními charakteristikami (viz. tabulka ZA.1 normy EN 1090-1+A1). Za účinné zavedení systému řízení výroby (FPC) je odpovědný výrobce stavebních ocelových konstrukcí. FPC musí systematicky dokumentovat formou písemných příkazů a postupů všechny údaje, požadavky a opatření přijaté výrobcem. Rovněž úkoly a odpovědnosti pro FPC v organizaci mají být dokumentovány a dokumentace udržována v aktuálním stavu. Základem FPC je tzv. výrobní kontrola - stálá vnitřní kontrola výroby prováděná výrobcem (posuzování a ověřování stálosti vlastností). 2.2 Požadavky na personál v systému řízení výroby (FPC) Definuje norma EN 1090-1+A1, kap. 6.3.2. Pro systém FPC je nutné stanovit odpovědnosti, pravomoci a vzájemné vztahy mezi příslušnými pracovníky (podřízenost a nadřízenost) ve vazbě na procesy ovlivňující shodu výrobku: •
výkonné,
•
kontrolní,
•
řídící.
Například EN 1090-2+A1 v tabulkách č. 14 a 15 klade požadavky na technické znalosti osob svářečského dozoru v závislosti na třídě provedení EXC, jakosti materiálu a tloušťce. FPC musí dokumentovat opatření pro zajištění, že pracovníci zahrnutí do činností ovlivňujících shodu dílců mají odpovídající kvalifikaci a praxi a jsou výrobcem školení pro výrobu dílců příslušných tříd provedení. 2.3 Požadavky na zařízení v systému řízení výroby (FPC) Definuje norma EN 1090-1+A1, kap. 6.3.3. Pro měřící a zkušební zařízení jsou vyžadovány metrologické povinnosti (kalibrace, pravidelné kontroly dle dokumentovaných postupů a dle stanovených lhůt). Jedná se zejména o zkušební, monitorovací a měřící zařízení, které ovlivňují shodu dílců. Pro výrobní zařízení je vyžadována pravidelná kontrola a údržba zařízení výrobního procesu. Cílem je zajistit, že použití, opotřebení a poruchy nezpůsobí významné poruchy ve výrobním procesu. Záznamy se musí řídit a uchovávat v souladu s písemnými postupy výrobce.
2
2.4 Postup návrhu konstrukce Uvádí norma EN 1090-1+A1, kap. 6.3.4. V případě, že návrh konstrukce vypracoval výrobce, musí být FPC v souladu s instrukcí pro návrh. Dokumentovaný postup pro návrh konstrukce se zaměřuje především na: •
postupy kontroly výpočtů,
•
stanovení odpovědností za jednotlivé etapy návrhu,
•
řízení záznamů.
2.5 Základní výrobky použité při výrobě Uvádí norma EN 1090-1+A1, kap. 6.3.5, která požaduje zavedení kontroly shody (písemný postup, záznamy) základních výrobků pro zhotovení dílce se specifikací materiálu dílce. Vyžaduje se zejména identifikace a sledovatelnost základních výrobků dle EN 1090-2 nebo EN 1090-3 v závislosti na třídě provedení – pro EXC3 a EXC4 musí být dohledatelné ve všech stádiích výroby. Pokud ve výrobě společně cirkulují základní výrobky pro EXC 2,3,4, musí být zavedeno označení značkou identifikující jakost materiálu. 2.6 Specifikace dílce Podle EN 1090-1+A1, kap. 6.3.6 se musí výroba dílců řídit specifikací dílce. Specifikace dílce musí obsahovat všechny potřebné informace o dílci – pro vyrobení a posouzení shody (např. musí obsahovat použitou třídu provedení, musí obsahovat PKZ - Plán kontrol a zkoušek). Norma EN 1090-1+A1 a příloha A uvádí dva zásadní přístupy na zpracování výrobní dokumentace: -
PPCS – Purchaser Provided Component Specification – specifikace dílce poskytovaná objednatelem.
-
MPCS – Manufacturer Provided Component Specification – specifikace dílce poskytnutá výrobcem.
Dokumentace dílce musí být vypracována podle informací z návrhu a v takovém rozsahu, aby podle něj byla možná výroba dílce a posouzení jeho shody. 2.7 Hodnocení výrobku Podle EN 1090-1+A1, kap. 6.3.7 musí výrobce stanovit postupy kontrol (PKZ - plán kontrol a zkoušek). Cílem je zajištění, že jsou dodrženy deklarované hodnoty a třídy všech charakteristik, kterými jsou: •
tolerance rozměrů a tvaru,
•
svařitelnost,
•
lomová houževnatost /křehký lom (u ocelí), rázová únosnost,
•
mez kluzu a pevnost v tahu základních výrobků použitých při výrobě,
•
konstrukční charakteristiky uvedené v návrhu konstrukce (únosnost, deformace v mezním stavu použitelnosti, únavová pevnost, požární odolnost),
•
konstrukční charakteristiky vyplývající z výroby,
•
trvanlivost.
3
Metody hodnocení uvedených charakteristik, způsoby odebírání vzorků a kritéria shody uvádí tabulka 2 normy EN 1090-1+A1. 2.8 Neshodné výrobky Jedná se o požadavek normy EN 1090-1+A1, kap. 6.3.8 na dokumentovaný postup, jak nakládat s neshodným výrobkem. Výskyt neshodných výrobků se musí zaznamenat a tyto záznamy se musí uchovat dle postupů FPC. Postupy přitom musí být v souladu s EN 1090-2 nebo EN 1090-3. 2.9 Způsob posouzení systému řízení výroby (FPC) Posuzovaný FPC může být ve dvou rozsazích: •
výrobce zajišťuje výrobu,
•
výrobce zajišťuje návrh a výrobu.
Přičemž posuzování FPC se vždy sestává z: •
počáteční inspekce výrobce a FPC,
•
průběžný dohled a posouzení FPC.
Účelem počáteční inspekce systému FPC je prokázání, že systémy pro provádění prací pro posuzování a ověřování stálosti vlastností dle EN 1090 jsou dostatečné pro dodávání konstrukcí (dílců). Ve vztahu k návrhu konstrukce se hodnotí zařízení, prostory, pracovníci a postupy pro navrhování včetně kontrolních postupů. Ve vztahu k výrobě je provedena kontrola a hodnocení zdrojů pro výrobu, jako jsou zařízení, prostory, pracovníci, vnitřní systém kontroly shody, postupy řízení neshod a v případě svařování, zda svařovna splňuje požadavky FPC. Intervaly pro průběžný dohled nad certifikovaným systémem FPC mezi jednotlivými dohledy uvádí EN 1090-1+A1, Tabulka B.3, Příloha B v závislosti na třídě provedení: •
EXC1 a EXC2: 1-2-3-3,
•
EXC3 a EXC4: 1-1-2-3-3.
Z každého dohledu je zpracována zpráva a předána osobě odpovědné za FPC výrobce, která může vznést k obsahu zprávy své připomínky. V období, kde interval mezi dohledy je 2 nebo 3 roky, musí výrobce každoročně vydat prohlášení, že nevznikla žádná z tzv. změněných okolností. Četnost dohledů se musí zvýšit, pokud nastanou významná nápravná opatření nebo změněná okolnost. Za změněnou okolnost lze považovat: •
změna odpovědného svářečského dozoru (RWC),
•
nové nebo změněné základní prostředky,
•
nové svařovací postupy,
•
změny základních materiálů a příslušných WPQR,
•
nové základní (výrobní) zařízení
4
Norma EN 1090-1+A1 ukládá povinnost splnit požadavky norem EN 1090-2 nebo EN 1090-3. Normy EN 1090-2 / EN 1090-3 vyžadují splnění požadavků EN ISO 3834 v závislosti na třídě provedení EXC. Srovnání požadavků je uvedeno v tabulce 1. Tab 1 – Požadavky EN ISO 3834 v závislosti na třídě provedení EXC Výrobek nebo konstrukce Ocelové konstrukce (EN 1090-2+A1)
Odkazy na části EN ISO 3834
Požadavky / doporučení
Třída provedení EXC3 a EXC4 Třída provedení EXC2 Třída provedení EXC1
EN ISO 3834-2 EN ISO 3834-3 EN ISO 3834-4
„Svařování se musí provádět v souladu s požadavky příslušné části EN ISO 3834“
Všechny informace a technické požadavky pro provádění jednotlivých částí konstrukce musí být odsouhlaseny a zkompletovány před zahájením výroby konstrukce. Musí se zpracovat postupy pro změny ke dříve odsouhlasené specifikaci provádění. Podle vhodnosti, musí specifikace provádění obsahovat: Dodatečné informace dle seznamu v A1 (ČSN EN 1090-2+A1) Možnosti volby ze seznamu v A2 (ČSN EN 1090-2+A1) Třídu provedení viz 4.1.2 (ČSN EN 1090-2+A1) Stupeň přípravy povrchu viz 4.1.3 (ČSN EN 1090-2+A1) Toleranční třídu viz 4.1.4 (ČSN EN 1090-2+A1) Technické požadavky s ohledem na bezpečnost práce viz 4.2.3 (ČSN EN 1090-2+A1) Třídy provedení Norma ČSN EN 1090-1 uvádí čtyři třídy provedení EXC1-EXC4. Pokud není stanovena třída provedení, musí se použít EXC2. Stavební ocelové konstrukce uváděné do provozu na jaderných elektrárnách v ČR jsou zařazeny pouze do třídy provedení EXC4. 3. VYBRANÉ TECHNICKÉ POŽADAVKY EN 1090-2(3) 3.1 Dokumentace zhotovitele Pro třídy provedení EXC 3 a EXC4 se musí dokumentovat následující: Schéma organizace a řídící personál odpovídající za všechna hlediska provádění Použité postupy, metody a pracovní instrukce Kontrolní plán specifický pro konstrukce Postupy pro provádění změn a úprav Postupy pro práci s neshodami, žádosti o úlevy a spory o kvalitu Stanovené zádržné body nebo požadavek na důkazní kontroly nebo zkoušky a další vybrané požadavky Plán kvality Pokud je požadován musí se pro provádění vypracovat plán jakosti a musí obsahovat: Všeobecný řídící dokument se zaměřením na: Posouzení schopnosti splnit stanovené požadavky 5
Přiřazení úkolů a odpovědnost během různých fází projektu Zásady a organizační uspořádání kontrol vč. odpovědnosti za každý kontrolní úkol Dokumentaci jakosti vypracovanou před prováděním příslušného výrobního kroku
Protokoly o provádění (protokoly o provedených prohlídkách a kontrolách nebo dokládají kvalifikaci nebo certifikaci provádění. Protokoly, které se vztahují ke stanoveným zádržným bodům, se musí vyhotovit dříve, než je zádržný bod uvolněn. 3.2 Základní výrobky (kap. 5 dle EN 1090-2) Používané základní výrobky pro výrobu OK musí odpovídat příslušným evropským normám uvedených v ČSN EN 1090-2+A1 v kapitole 5 a tabulkách 2, 3 a 4. Tolerance tloušťky pro konstrukční ocelové plechy musí být podle EN 10029 ve třídě B pro provedení EXC4. Pro stav povrchu pak platí přísnější podmínky, pokud jsou stanoveny – viz ČSN EN 1090-2+A1 kap. 5.3.3. Identifikace, dokumenty kontroly a sledovatelnost Vlastnosti základních výrobků musí být dokumentovány tak, aby je bylo možné porovnat se stanovenými vlastnostmi – musí být shoda s příslušnou normou Pro kovové výrobky musí být dokumenty kontroly podle EN 10204, viz tabulka 1 (ČSN EN 1090-2+A1). Základní výrobky pro EXC 3 a EXC4 musí být dohledatelné ve všech stádiích výroby od přijetí až po zabudování do ocelových konstrukcí. Pokud není stanoven zvláštní způsob dohledání, lze dohledání založit na dokumentovaných záznamech pro dodávky výrobků, umístěných ve stejném výrobního postupu. Jestliže ve výrobě společně cirkulují rozdílné třídy základních výrobků pro EXC4, musí se každá položka opatřit značkou identifikující její třídu jakosti. Způsoby značení v souladu s článkem 6.2 (ČSN EN 1090-2+A1). Jestliže se požaduje značení, pak neoznačené základní výrobky považujeme za neshodné. Výrobky z konstrukčních ocelí Výrobky z konstrukční oceli musí být v souladu s příslušnými evropskými normami výrobků, jak je uvedeno v tabulkách 2,3,4 (ČSN EN 1090-2+A1), pokud není stanoveno jinak. Jakostní třídy, kvalita a vhodnost povlaků a úprava povrchů, musí být stanovena spolu s požadovanou možností volby podle normy výrobků. Ocelové výrobky používané na výrobu za studena tvarovaných prvků, musí mít vlastnosti v souladu s požadovanou vhodností pro tváření za studena. Normy výrobků z konstrukčních oceli – viz tab. 2 (ČSN EN 1090-2+A1) Normy výrobků pro tenký plech a pás, vhodné pro tváření za studena – viz tab. 3 (ČSN EN 1090-2+A1) Normy výrobků z korozivzdorné oceli – viz tab. 4 (ČSN EN 1090-2+A1) Zvláštní vlastnosti platné pro EXC3 a EXC4 Pro svařované křížové spoje přenášející přednostně tahové napětí přes tloušťku plechu, musí být použita třída jakosti S1 vnitřní nespojitosti dle EN 10160, v pásu širokém 4x tloušťky plechu na obě strany od spoje. Musí se stanovit, zda plochy v blízkosti ložiskových diafragmat se mají kontrolovat na vnitřní nespojitosti. V tom případě se musí použít tř.S1 dle EN 10160 na pás pásnice nebo stojiny široké 25x tloušťky plechu na obě strany od ložiskového diafragmatu nebo výztuhy připojené svarem.
6
Svařovací materiály Všechny svařovací materiály musí být v souladu s požadavky normy EN 13479 a příslušnou normou výrobku. Normy výrobků pro svařovací materiály – viz tabulka 5 (ČSN EN 1090-2+A1) Svařovací materiály pro svařování patinujících ocelí dle EN 10025-5 – viz tab 6 (ČSN EN 1090-2+A1) Typ svařovacích materiálů musí odpovídat metodě svařování, svařovanému materiálu a postupu svařování. 3.3 Příprava a sestavení V této kapitole jsou stanoveny požadavky na dělení, tváření, provádění děr a sestavení základních výrobků pro zabudování do dílců. 3.4 Identifikace Ve všech etapách výroby musí být každý kus nebo svazek stejných kusů identifikovatelný. Pro EXC4 se vyrobené dílce musí identifikovat podle dokumentů kontroly kvality materiálů. Identifikace se realizuje pomocí svazkování nebo rozlišovacími značkami tak, aby nedošlo k poškození výrobku. Záseky sekáčem nejsou dovoleny. Tvrdé ražení čísel nebo ražení a vrtání značek pro jednotlivé dílce nebo svazky dílců: Je povoleno pouze pro oceli do S355 včetně Není dovoleno pro korozivzdorné oceli Není dovoleno pro povrchově chráněné materiály a pro dílce tvarované za studena Lze použít ve stanovených oblastech, kde způsob značení nesníží únavovou životnost Tam, kde není povoleno tvrdé značení, lze po dohodě použít měkké vyražení (toto je povoleno pro korozivzdornou ocel). Musí být stanoveny zóny, kde značky nejsou dovoleny nebo nesmí být po kompletaci viditelné 3.5 Manipulace a skladování Základní výrobky se skladují a manipuluje se s nimi v souladu s doporučeními jejich výrobce. Základní výrobek se nesmí použít po uplynutí jeho životnosti stanovené výrobcem. S ocelovými konstrukčními dílci se musí manipulovat a transportovat bezpečně a ohleduplně, aby nedošlo k poškození. Při manipulaci a skladování se uplatňují preventivní opatření – viz tabulka 8 (ČSN EN 10902+A1) 3.6 Dělení Při dělení materiálu musí být splněny požadavky na geometrické tolerance, maximální tvrdost a dodržení přímosti volných hran uvedené v normě ČSN EN 1090-2+A1. Používané způsoby dělení jsou: řezání pásovou a kotoučovou pilou, stříhání, řezání vodním paprskem a tepelné řezání. Dále viz kap. 6.4.1 EN 1090-2+A1. 3.6.1 Tepelné dělení Způsobilost procesu tepelného dělení se musí pravidelně kontrolovat. Ze základních výrobků se zhotoví 4 vzorky následujícím způsobem: Přímý řez nejtlustšího základního výrobku, Přímý řez nejtenčího základního výrobku, Ostrý úhel z reprezentativní tloušťky, Zakřivený oblouk z reprezentativní tloušťky. 7
Provede se měření na přímých vzorcích každý o délce min. 200 mm a zkontroluje se splnění požadované jakostní třídy. Jakost řezaných povrchů musí být v souladu s EN ISO 9013, tzn., že pro třídu provedení EXC4 je odchylka kolmosti a odchylka úhlu „u“ v tolerančním poli 3, a střední výška profilu „Rz 5“je v tolerančním poli 3. 3.6.2 Tvrdost povrchů volných hran Pokud je stanoveno, musí být tvrdost povrchů volných hran konstrukčních ocelí v souladu s tabulkou 10 (ČSN EN 1090-2+A1). Například pro plech z oceli skupiny 1.2 dle TNI CEN ISO/TR 15608 je maximální dovolená tvrdost 380 HV10. V tomto případě se kontroluje způsobilost procesů, vedoucích ke změně lokální tvrdosti (tepelné dělení, stříhání, děrování). 3.7 Tváření Ocel lze ohýbat, lisovat, kovat do požadovaného tvaru za tepla nebo za studena za předpokladu, že vlastnosti materiálu nejsou sníženy pod vlastnosti předepsané. Požadavky a doporučení pro tváření za tepla/ studena a rovnání plamenem musí odpovídat normám výrobků a CEN/TR 10347. Tvářené dílce vykazující trhliny lamelární praskliny, případně poškození povrchové ochrany jsou výrobky neshodné 3.8 Rovnání plamenem Deformaci vzniklou při provádění OK lze srovnat rovnáním plamenem. Jedná se o místní nahřátí dílce při průběžné kontrole maximálních teplot oceli a řízeném ochlazování. Pro EXC4 musí být vypracován vhodný postup, jenž by měl obsahovat: Maximální teplotu oceli a dovolený postu ochlazování, Způsob ohřevu, Způsob použitý pro měření teploty, Výsledky mechanických zkoušek provedených pro schválení, Identifikace pracovníků oprávněných provádět tento postup. 3.9 Provádění děr Díry lze vyrábět vrtáním, děrováním, laserovým, plazmovým nebo jiným tepelným řezáním za předpokladu, že to jsou díry, pro které platí: Jsou splněny požadavky řezání ve vztahu k místní tvrdosti a kvalitě řezaného povrchu Jsou pro spojovací součásti nebo čepy sestaveny navzájem tak, že spojované součásti lze vsunout volně přes spojované prvky kolmo v pravých úhlech k povrchům ve styku Děrování je dovoleno v případě, že jmenovitá tloušťka prvku není větší než jmenovitý průměr díry nebo pro oválné díry její minimální rozměr. Pro třídu EXC 3 a EXC4 se musí díry vystružit, je-li tloušťka plechu větší než 3mm a proto díra musí být menší nejméně o 2mm. Plechy tl. 3 mm a tenčí, lze děrovat na plný průměr Způsobilost postupů zhotovení děr se musí pravidelně kontrolovat následujícím způsobem: Musí se vyrobit 8 vzorků zkušebním postupem na základním výrobku zahrnujícím rozsah průměrů děr, tloušťku základního výrobku a jakost materiálu Rozměry děr se musí kontrolovat na obou stranách každé díry měrkami (projde/neprojde) a musí být v souladu s příslušnou toleranční třídou Prováděné díry musí dále splňovat následující (viz obrázek) :
8
Úhel sklonu α nesmí překročit hodnotu na obrázku Odchylky ∆ nesmí překročit hodnoty na obrázku V příložkách se díry v dosedacích plochách musí děrovat v jednom směru ve všech prvcích
Díry pro lícované šrouby a čepy lze vrtat na plný průřez nebo vystružit na staveništi. Pokud se vystružují, musí se děrovat min. o 3mm méně než je jmenovitý rozměr. Pokud není stanoveno jinak, se oválné díry provádějí v jedné operaci nebo kombinovaně (vrtání dvou děr a ruční pálení). Před sestavením se musí díry otřepit 3.9.1 Výřezy Vnitřní rohy a výřezy se musí zaoblit s minimálním poloměrem (viz obrázek): 10 mm pro EXC4 5 mm pro EXC3
Při ražených výřezech v materiálech větší tloušťky než 16 mm se musí deformovaná část odstranit broušením, pro EXC4 ražení není dovoleno. 3.10 Sestavení Při sestavování dílců musí být dodrženy stanovené tolerance, musí se zamezit galvanické korozi, která vzniká na kontaktu mezi různými kovovými materiály. Musí se zamezit kontaminaci korozivzdorné oceli při kontaktu s konstrukční ocelí. Při prorážení děr kaleným trnem pro srovnání děr se musí dodržet následující hodnoty:
Pro EXC3 EXC4 – toleranční třída 2
Jsou-li tyto hodnoty překročeny, musí se díry opravit vystružením. Díry, pro které protažení není dovoleno, se musí identifikovat a nelze je použít pro vyrovnání (např. pro lícované šrouby). V takových případech lze provést zvláštní vyrovnávací díry.
9
3.11 Kontrola sestavení Po zkompletování dílců se musí přesnost spojů kontrolovat za použití rozměrových šablon, přesným trojrozměrným měřením nebo zkušebním sestavením – musí být stanoveno, zda a co má být předmětem zkušební sestavy. 3.12 Kvalifikace postupů svařování Podle normy ČSN EN 1090-2 se musí svařování provádět za použití specifikace postupu svařování (WPS) podle příslušné části norem ČSN EN ISO 15609 nebo ČSN EN ISO 14555 nebo ČSN EN ISO 15620, vystavených podle kvalifikovaných postupů svařování. Podle normy ČSN EN 1090-3 se musí svařování provádět podle specifikací postupů svařování podle ČSN EN ISO 15609-1 pro třídu provedení EXC2, EXC3 a EXC4. Norma ČSN EN 1090-2 stanovuje rovněž podmínky pro provádění a umísťování stehových svarů a pro spoje dutých průřezů příhradových konstrukcí, kde musí být ve WPS specifikován začátek a ukončení oblastí svařování a použitá metoda. 3.12.1 Kvalifikace postupů svařování podle ČSN EN 1090-2 pro metody 111, 114, 12x, 13x a 141 Kvalifikace postupu svařování závisí na třídě provedení konstrukce, základním materiálu a stupni mechanizace podle tabulky 1. Tab. 1 Metody kvalifikace postupu svařování pro metody 111, 114, 12x, 13x a 14x Metody kvalifikace
EXC2
EXC3
EXC4
Zkouška postupu svařování
ČSN EN ISO 15614-1
X
X
X
Předvýrobní zkouška svařování
ČSN EN ISO 15613
X
X
X
Normalizovaný postup svařování
ČSN EN ISO 15612
Xa)
-
-
Xb)
-
-
Využití předchozí svářečské zkušenosti Kvalifikace na základě odzkoušených svařovacích materiálů
ČSN EN ISO 15611 ČSN EN ISO 15610
X…dovoleno -…není dovoleno a) pouze pro materiály ≤ S355 a pro ruční nebo částečně mechanizované svařování b) pouze pro materiály ≤ S 275 a pouze pro ruční nebo částečně mechanizované svařování
3.12.2 Kvalifikace postupů svařování podle ČSN EN 1090-2 pro další svařovací metody Doporučené normy pro kvalifikace postupů svařování jiných metod uvádí tabulka 2. Tab.2 Kvalifikace postupů svařování pro metody svařování 21, 22, 23, 24, 42, 52, 783 a 784 Číslo
Metody svařování (EN ISO 4063) Název
Specifikace postupu svařování (WPS)
Kvalifikace postupu svařování
21 22 23
Bodové svařování Švové svařování Výstupkové svařování
ČSN EN ISO 15609-5
ČSN EN ISO 15612
24 42
Odporové svařování Třecí svařování
ČSN EN ISO 15609-1 ČSN EN ISO 15620
ČSN EN ISO 15614-13 ČSN EN ISO 15620
52
Svařování laserem
ČSN EN ISO 15609-1
ČSN EN ISO 15614-11
Obloukové přivařování trnů s keramickým kroužkem 783 ČSN EN ISO 14555 ČSN EN ISO 14555a Krátkodobé zdvihové přivařování trnů 784 a Pro EXC2 je povolena kvalifikace postupu založená na dřívějších zkušenostech. Pro EXC3 a EXC4 musí být kvalifikace postupu svařování ověřena zkouškou postupu svařování nebo předvýrobní zkouškou
10
Pokud se pro kvalifikaci postupu svařování použijí normy ČSN EN ISO 15613 nebo ČSN EN ISO 15614-1 musí se dle ČSN EN 1090-2 uplatnit následující požadavky: 1. Zkoušky vrubové houževnatosti se musí provést při nejnižší teplotě požadované pro zkoušku vrubové houževnatosti základního materiálu. 2. Pro jemnozrnné oceli s vyšší mezi kluzu podle EN 10025-6 se musí provést zkouška mikrostruktury a musí se dokumentovat oblast svarového kovu, hranice ztavení a tepelně ovlivněná oblast. Výskyt mikrotrhlin je nepřípustný. 3. Pokud se svařování provádí přes dílenský nátěr, musí být kvalifikace svařování provedena na maximální požadované tloušťce nátěru (jmenovitá tloušťka + tolerance). V případě svařování příčných nosných koutových svarů ocelí vyšších jakosti než S275, musí být kvalifikace doplněna o zkoušku křížového spoje podle ČSN EN ISO 9018. Velikost koutového svaru "a" pro zkoušku křížového spoje musí být ≤ 0,5·t. Norma ČSN EN 1090-2 dále požaduje provedení zkoušky tahem křížového spoje na třech vzorcích. Pokud k porušení dojde v základním materiálu, musí se dosáhnout minimální hodnoty meze pevnosti základního materiálu. Pokud k porušení dojde ve svarovém kovu, musí být hodnota meze pevnosti svarového spoje ≥ 0,8·Rm základního materiálu. 3.12.3 Kvalifikace postupů svařování podle ČSN EN 1090-3 Pro svařování hliníkových konstrukcí norma ČSN EN 1090-3 doporučuje použít metody svařování 131, 141 a 15. Tabulka 3 uvádí normy, které se musí použít pro kvalifikace postupů svařování pro hliníkové konstrukce v závislosti na danou třídu provedení EXC. Tab.3 Kvalifikace postupů svařování pro metody svařování 131, 141 a 15 Metody kvalifikace
EXC2
EXC3
EXC4
Zkouška postupu svařování
ČSN EN ISO 15614-2
X
X
X
Předvýrobní zkouška svařování
ČSN EN ISO 15613
X
X
X
Normalizovaný postup svařování
ČSN EN ISO 15612
X
-
-
X…dovoleno -…není dovoleno
Norma ČSN EN 1090-3 dále definuje podmínky pro kvalifikace postupů svařování dle norem ČSN EN ISO 15613 nebo 15614-2: a) kvalifikace provedená na tupých svarech nekvalifikuje koutové svary, b) při kvalifikaci koutových svarů se musí provést zkouška svarů křížového spoje, která je uvedena v příloze C normy ČSN EN 1090-3. Na zkušebním kusu křížového spoje se musí provést zkouška makrostruktury a pro precipitačně vytvrzené slitiny skupiny 23 také stanovení mikrostruktury, zkouška tahem podle EN ISO 9018 a zkouška rozlomením. 3.12.4 Platnost kvalifikace postupu svařování Norma ČSN EN 1090-2 požaduje provedení dalších zkoušek pro kvalifikace postupů svařování podle ČSN EN ISO 15614-1 v případě, že se postup svařování nepoužíval v období mezi jedním až třemi roky, musí se provést předvýrobní zkouška svařování pro oceli vyšší jakosti než S355. Zkouška musí zahrnovat vizuální kontrolu, radiografickou nebo ultrazvukovou kontrolu, zkoušku na povrchové trhliny, makroskopickou zkoušku a zkoušku tvrdosti.
11
Pokud se kvalifikovaný postup svařování nepoužíval po dobu víc než tři roky, musí se provést makroskopická kontrola vzorku z předvýrobní zkoušky pro jakosti oceli do S355 včetně a musí být provedena nová kvalifikace pro oceli vyšší jakosti než S355. Norma ČSN EN 1090-3 předepisuje provedení předvýrobní zkoušky svařování v případě, že se kvalifikovaný postup podle ČSN EN ISO 15614-2 nepoužíval déle než 1 rok. Předvýrobní zkouška musí zahrnovat vizuální kontrolu, radiografickou kontrolu, kontrolu povrchových trhlin a zkoušku makrostruktury. Nová kvalifikace postupu svařování se pak musí provést v případě, že se postup svařování nepoužíval déle než 3 roky. 3.13 Svářeči a svářečští operátoři Kvalifikace svářečů pro výrobu ocelových konstrukcí podle ČSN EN 1090-2 musí být podle ČSN EN 287-1 a svářečských operátorů podle ČSN EN 1418. Svářeči dutých průřezů šikmých přípojů diagonál s úhlem menším než 60°(EN 1993-1-8) se musí ověřit zvláštní zkouškou. Záznamy kvalifikačních zkoušek všech svářečů a svářečských operátorů musí být dostupné. Pro svařování hliníkových stavebních konstrukcí musí mít svářeči platnou kvalifikaci podle ČSN EN ISO 9692-2 a svářečští operátoři podle ČSN EN 1418. Rovněž pro svařování příhradových konstrukcí z dutých průřezů musí mít svářeči kvalifikaci zkouškou jednostranného svařování přípoje diagonály podle obrázku 1 normy ČSN EN 1090-3. 3.14 Požadavky na kvalifikaci svářečského personálu Svařování ocelových a hliníkových stavebních konstrukcí musí probíhat pod dohledem svářečského dozoru, který má odpovídající kvalifikaci a zkušenosti podle ČSN EN ISO 14731 pro třídy provedení EXC2, EXC3 a EXC4. Tabulky 4 a 5 uvádějí požadované technické znalosti svářečského personálu v závislosti na jakosti oceli nebo hliníkové slitiny a svařované tloušťce pro danou třídu EXC. Přičemž B jsou základní (EWS), S standardní (EWT) a C úplné (EWE) znalosti v souladu s ČSN EN ISO 14731. Tab.4 Technické znalosti svářečského personálu pro konstrukční a korozivzdorné oceli EXC
Tloušťka (mm)
Oceli (skupina dle TNI CEN ISO/TR 15608)
t ≤ 25a
25 < t ≤ 50b
t > 50
S235 - S355 (1.1, 1.2, 1.4)
B
S
Cc
S420 - S700 (1.3, 2, 3)
S
Cd
C
S235 - S355 (1.1, 1.2, 1.4)
S
C
C
S420 - S700 (1.3, 2, 3)
C
C
C
všechny
C
C
C
austenitické (8)
B
S
C
austeniticko-feritické (10)
S
C
C
austenitické (8)
S
C
C
austeniticko-feritické (10)
C
C
C
všechny
C
C
C
EXC2
EXC3 EXC4 EXC2
EXC3 EXC4
Patní plechy sloupů a čelní desky ≤ 50mm b Patní plechy sloupů a čelní desky ≤ 75mm c Pro oceli do S275 včetně postačuje úroveň S d Pro oceli N, NL, M a ML postačuje úroveň S a
12
Tab.5 Technické znalosti svářečského personálu pro hliníkové slitiny Typ svařovacího materiálu EXC
Základní materiál
typ 3, typ 4
typ 5
jmenovitá tloušťka (mm)
jmenovitá tloušťka (mm)
t ≤ 12a
t > 12
B
S
t ≤ 12a
3XXX, 5XXX EXC2
B S
jiný
S
3XXX, 5XXX EXC3 EXC4
S
S
C
C
S jiný všechny
t > 12
C C
Koncové desky až do 25 mm Pro povolené a doporučené kombinace základních a přídavných materiálů viz EN 1999-1-1 a
3.15 Kvalifikace postupů svařování pro stehové svary Kvalifikovaný postup svařování pro stehové svary se požaduje podle ČSN EN 1090-2 pro třídy provedení EXC2, EXC3 a EXC4. Minimální délka stehového svaru musí být menší z hodnot buď čtyřnásobek tloušťky tlustší spojované části, nebo 50 mm. Kvalifikace postupu svařování pro stehové koutové svary je v praxi prováděná podle ČSN EN ISO 15614-1 na vzorcích s jednovrstvým koutovým svarem a pro tupé svary pak podle ČSN EN ISO 15613 na vzorcích se stehovými svary s délkami podle ČSN EN 1090-2. Vyhodnocuje se makrostruktura, případně mikrostruktura, a profil tvrdosti HV10. 3.16 Dočasná připojení Dočasná připojení se musí vždy umístit tak, aby se dala snadno odstranit bez poškození permanentní konstrukce, všechny svary provést dle WPS, kde musí být stanoveny oblasti, kam se nesní dočasná připojení umístit. Pro EXC4 není odpalování dočasných přípojů povoleno. Pro EXC4 se musí stanovit použití dočasných připojení. Musí se provést odpovídající kontrola, aby se zajistilo, že základní výrobek není na povrchu potrhán v místech po dočasném svaru. 3.17 Koutové svary koutový svar nesmí být po svaření menší, než stanovené rozměry tloušťky nebo délky ramene (co se požaduje) přičemž se bere v úvahu následující: - plná tloušťka dosažitelná za použití WPS pro částečné nebo hluboko závarové svařovací metody - pokud mezera h překročí dovolenou odchylku, lze to kompenzovat zvětšením tloušťky a = anom+ 0,7h kde anom je stanovená jmenovitá tloušťka svaru - na mostovky se vztahují zvláštní výrobní požadavky 3.18 Tupé svary Specifikace provádění musí stanovit umístění tupých svarů, použitých na spoje pro získání potřebné délky základních výrobků. Pro EXC4 se musí použít náběhové a výběhové desky, aby na hranách byl plně hodnotný svar. Svařitelnost desek alespoň taková, jako u základního materiálu. Náběhové a výběhové desky se musí po dokončení svaru odstranit. 3.19 Tepelné zpracování svaru po svařování Pokud je tepelné zpracování aplikováno, musí se prokázat, že jsou použité postupy vhodné. Jakostní požadavky na tepelné zpracování jsou uvedeny v normě ČSN EN ISO 17663. 13
3.20 Kritéria přípustnosti Pro třídu provedení EXC4 je podle normy ČSN EN 1090-2+A1 stanovena úroveň B+, což je kvalita úrovně B dle EN ISO 5817 s dalšími požadavky uvedenými v tabulce 6. Tab.6 Další požadavky pro úroveň kvality B+ Označení vady
Mezní hodnoty pro vady
zápaly (5011, 5012)
nepřípustné
vnitřní póry (2011 až 2014)
BW
d ≤ 0,1s, max. 2 mm
FW
pevné vměstky (300)
BW
d ≤ 0,1a, max. 2 mm h ≤ 0,1s, max. 1 mm l ≤ s, max. 10 mm h ≤ 0,1a, max. 1 mm l ≤ a, max. 10 mm
FW
lineární přesazení (507)
h < 0,05t, max. 2 mm
hubený kořen (515)
nepřípustný
pórovitost a řádky pórů (2011, 2012 a 2014)
přípustné pouze malé jednotlivé póry
shluk pórů (2013)
maximální množství pórů 2%
protáhlý pór, červovitý pór (2015 a 2016)
krátké vady
špatné sestavení pro koutové svary (617)
souvislý zápal (5011)
příčné svary, které se zkoušejí celkově, jsou přijatelné pouze s malými místními opravami mezery v kořeni h ≤ 0,3 mm + 0,1a, max. 1 mm a) BW: pouze místně přijatelné h ≤ 0,5 mm b) FW: nepřípustné v místech kolmo k napětí, zápaly musí být odstraněny broušením
vícenásobné vady v libovolném průřezu v křížení sekcí
nepřípustné
pevné vměstky
nepřípustné
V případě neshody s výše uvedenými kritérii se má každý případ posuzovat individuálně. Hodnocení musí vycházet z funkce dílce a charakteru vad, aby se rozhodlo, zda je svar přípustný nebo se musí opravit. 3.21 Kontrola, zkoušení a opravy V kapitole jsou popsány požadavky pro kontrolu a zkoušení při svařování při respektování jakostních požadavků obsažených v dokumentaci kvality nebo plánu kvality. Kontrola, zkoušení a opravy se provádějí v průběhu prací podle specifikace. Minimální časové prodlevy při kontrolách po svařování uvádí tabulka 7, jedná se o následné NDT svarů, které se nesmí provádět dříve, než nastane níže uvedená doba po dokončení svaru. Do protokolu o provedené NDT se musí zapsat čas dokončení svaru a čas vychladnutí. Jestliže bude svar během následných prací nepřístupný, musí být zkontrolován před následujícími pracemi.
14
Tab.7 Minimální časové prodlevy NDT Jmen.rozměr svaru (mm)
Vnesené teplo Q (kJ/mm)
a nebo s ≤ 6mm 6
všechno ≤3 >3 ≤3 >3
a nebo s > 12
Časová prodleva (hod.) S235-S420 S460 a výše do vychladnutí 24 8 24 16 40 16 40 40 48
Všechny svary se kontrolují po celé délce, jestliže vznikne podezření na vadu, pak v daném místě se musí provést PT nebo MT. Pro EXC4 je rozsah doplňujících NDT kontrol stanoven v tabulce 8. Tab.8 Rozsah doplňujících NDT Typ svaru Příčné tupé svary nebo částečně provařené tupé svary ve spojích s tahovým napětím U ≥ 0,5 U < 0,5 Příčné tupé a částečně provařené tupé svary: v křížových spojích v T spojích Příčné koutové svary v tahu nebo smyku: s a > 12 mm nebo t > 20 mm s a ≤ 12 mm na t ≤ 20 mm Podélné svary a svary výztuh
Dílenské nebo montážní svary EXC2 EXC3 EXC4
10 % 0%
20 % 10 %
100 % 50 %
10 % 5%
20 % 10 %
100 % 50 %
5% 0% 0%
10 % 5% 5%
20 % 10 % 10 %
POZNÁMKA 1: Podélné svary jsou ty, které jsou rovnoběžné s osou dílce, všechny ostatní se považují za příčné POZNÁMKA 2: U = stupeň využití pro svary pro kvazistatická zatížení U = Ed / Rd kde Ed je největší účinek zatížení svaru a Rd je únosnost svaru v mezním stavu únosnosti POZNÁMKA 3: Symbol a = tloušťka svaru, symbol t = tloušťka tlustšího spojovaného materiálu
Pro prvních 5 svaru zhotovených podle téže nové WPS musí být splněno: a) Úroveň kvality B se požaduje pro předvedení WPS ve výrobních podmínkách b) % zkoušení musí být dvojnásobné než hodnoty uvedené v tabulce (min. 5 %, max. 100 %) c) Minimální kontrolovaná délka je 900 mm Jestliže kontrola uvádí neshodné výsledky, musí se provést šetření, aby se zjistily příčiny vad, a musí se zkoušet nový soubor pěti spojů. Má se použít návod v příloze C v EN 12062:1997. Vizuální kontrolu se musí provádět po ukončení svařování ve všech oblastech svařování a před dalšíma NDT. Vizuální kontrola musí obsahovat: - přítomnost a umístění všech svarů - kontrolu svarů podle EN ISO 17637 - dotyky elektrodou a oblasti svarového rozstřiku Pro EXC4 se musí opravy svařováním provést podle WPQR. Opravené svary se musí kontrolovat a musí splňovat požadavky původně navržených svarů.
15
4. NEJČASTĚJŠÍ NEDOSTATKY VYSKYTUJÍCÍ SE PŘI POSUZOVÁNÍ ZPŮSOBILOSTI ORGANIZACÍ PRO PROVÁDĚNÍ OK PODLE ČSN EN 1090-1 A ČSN EN 1090-2 1. Technická dokumentace: - zcela chybí zatřídění konstrukce do třídy provedení (EXC1 až EXC4) - zatřídění konstrukce je provedeno dle zrušené ČSN 73 2601 - zatřídění konstrukce neodpovídá provedenému statickému posouzení (jiná třída konstrukce uvedená ve statickém posudku a jiná ve výkresové dokumentaci) - požadavky na základní materiál nejsou v souladu s EN - požadavky na tvarovou a rozměrovou přesnost neodpovídají ČSN 1090-2 - požadavky na kvalitu svarů nekorespondují se zatříděním konstrukce 2. Základní výrobky: - nejsou použity materiály odpovídající evropským normám (základní materiály např. dle ČSN EN 10025-1, ČSN EN 10088-1, ČSN EN 10210, ČSN EN 10219..., spojovací prostředky dle ČSN EN 15048-1, ČSN EN 14399-1...., svařovací materiály dle ČSN EN 13479) - skladování přídavných materiálů je nevyhovující (monitorování teploty a vlhkosti, záznamy o sušení elektrod) - nedostatečná identifikace základního materiálu (zejména nevyužitých zbytků materiálu tam, kde je skladováno několik jakostních tříd ocelí) - chybí záznamy o kvalitě požívaných základních a přídavných materiálů (dokumenty kontroly dle ČSN EN 10204, prohlášení o vlastnostech....) 3. Příprava výroby: - při procesu tepelného dělení není v pravidelných intervalech prováděna kontrola kvality řezaných ploch (měření kolmosti řezané hrany a úhlové tolerance, tvrdost volné hrany HV 10) - při procesu děrování není v pravidelných intervalech (pro třídu EXC3 a EXC4) prováděna kontrola kvality děr (rozměry děr ve shodě s toleranční třídou, tvrdost volné hrany, deformace v okolí děr) - při procesu rovnání plamenem chybí dokumentovaný postup (pro třídu EXC3 a EXC4) 4. Svařování: - při používání procesu svařování není v organizaci zaveden systém ve shodě s požadavky ČSN EN ISO 3834 - výrobcem požadovaná metoda svařování není kvalifikována na podkladě WPQR, nebo metoda kvalifikace neodpovídá požadované třídě provádění - chybí kvalifikovaný postup svařování pro některé typy svarů (koutové svary, stehové svary.) - na certifikátech svářečů chybí záznamy svářečského dozoru potvrzující jejich svářečskou praxi (vždy v intervalu 6-ti měsíců) - organizace nedisponuje vlastními pracovníky pro kontrolu a zkoušení se způsobilostí dle EN ISO 9712 (minimálně pro VT) - pro jednotlivé třídy provedení konstrukcí nejsou dodržována omezení svářečského dozoru s kvalifikací IWT/EWT nebo IWS/EWS - v technologickém postupu uvedená požadovaná úroveň kvality svarů (D, C, B, B+) nekoresponduje s třídou provedení konstrukce - opravy svarů nejsou prováděny na základě dokumentovaného postupu oprav s využitím WPQR 16
5. Montážní práce: - není zpracován technologický předpis montáže (rozsah v ČSN EN 1090-2+A1, kap. 9.3.1 a 9.3.2 - není zpracován dokumentovaný postup oprav příp. vyrovnání konstrukce na staveništi 6. Kontrola a zkoušení: - není zpracován kontrolní a zkušební plán (PKZ) pro provádění OK v rozsahu požadavků uvedených v ČSN EN 1090-1+A1, kap. 6.3.7 a tab.2 (uvádí rozsah sledovaných charakteristik, metodu posouzení, četnost provádění a kritérium shody) - není k dispozici záznamová dokumentace prokazující provedení rozměrových kontrol základních výrobních tolerancí, základních montážních tolerancí a funkčních tolerancí (předepsáno v ČSN EN 1090-2+A1, příloha D) 7. Zkušební a měřící zařízení: - nejsou k dispozici metrologicky ověřená délková a úhlová měřidla požadovaného rozsahu - chybí měřidla pro kontrolu procesu svařování – teploměry, svarové měrky, vybavení pro VT aj. 8. Dokumentace: - na konstrukci (dílec) není výrobcem vystaveno prohlášení o vlastnostech a znak CE
LITERATURA [1] ČSN EN 1090-1+A1:2012 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí Část 1: Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců, Český normalizační institut, TNK 35, 2012 [2]
ČSN EN 1090-2+A1:2012 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí - Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce, Český normalizační institut, TNK 35, 2012
[3]
ČSN EN 1090-3:2009 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí Část 3: Technické požadavky na hliníkové konstrukce, Český normalizační institut, TNK 35, 2009
[4]
2011/305/EU- Construction Products Regulation, Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011ze dne 9. března 2011, kterým se stanoví harmonizované podmínky pro uvádění stavebních výrobků na trh a kterým se zrušuje směrnice Rady 89/106/EHS, ve znění opravy
17
