Změny v normách pro svařování. Petr Pařízek DOM-ZO 13
1. Přístup k ČSN online Poskytovatelem ČSN online je Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví (UNMZ). Objednatelem může být právnická nebo fyzická podnikající osoba nebo nepodnikající osoba. ČSN online poskytuje objednateli přístup k ČSN prostřednictvím internetu. ČSN jsou pravidelně měsíčně aktualizovány. Aktualizací se rozumí poskytování nově vycházejících ČSN, změn a oprav ČSN. Přístup je umožněn ke všem platným ČSN a také k neplatným, pokud byly do elektronické podoby převedeny. Poskytování ČSN včetně jejich aktualizace je prováděno formou přístupu k serveru poskytovatele. Cena za poskytování přístupu k ČSN je stanovena za jeden rok, za každého jednotlivého uživatele a dle zvolené možnosti tisku. Veškeré informace najdete na http://www.unmz.cz/urad/unmz. 2. Platnost norem ČSN mají danou posloupnost jednotlivých kapitol. Většina lidí čte ČSN od kapitoly 3, kde začínají technické informace. Předchozí kapitoly jako by neexistovaly. Kdo by četl předmluvu či seznam ostatních norem, na které se daná norma odkazuje. Přitom již zde vzniká jeden zásadní rozpor v ČSN. V předmluvě je uveden následující text: „Této normě je nutno do určitého měsíce a roku dát status národní normy, a to buď vydáním identického textu, nebo schválením k přímému používání, a národní normy, které jsou s ní v rozporu je nutno zrušit nejpozději k určitému datu“. Kapitola 2 Citované dokumenty je dle mého názoru v rozporu s předchozím citovaným textem: „Následující citované dokumenty jsou nezbytné pro správné použití tohoto dokumentu. U datovaných citovaných dokumentů platí pouze citovaná vydání. U nedatovaných citovaných dokumentů platí poslední dokumentu včetně jakýchkoli změn. Příklad datovaného odkazu z normy ISO 15614-1: EN ISO 4063:1998 Svařování a příbuzné procesy - Přehled metod a jejich číslování Tudíž aktuální vydání této normy z července 2011 nelze použít !!! Příklad nedatovaného odkazu z normy ISO 15614-1: EN 12062 - Nedestruktivní zkoušení svarů - Obecná pravidla pro kovové materiály Tudíž lze použít aktuální změnu této normy což je ISO 17635 z října 2010. Předmluva mi říká zruš to a další kapitola naopak říká používej to. A jaký z toho plyne závěr? Po konzultaci ANB s UNMZ bylo rozhodnuto dát přednost kapitole 2 a tyto neplatné normy používat. 3. Nové normy a jejich změny v oblasti svařování vydané od října 2011 Březen 2012
ČSN EN 287-1:2012 Zkoušky svářečů - Tavné svařování - Část 1: Oceli Dlouho očekávaná norma nejen ve svářečských školách, ale i ve zkušebních organizacích, vyvolává přinejmenším rozpaky. Norma obsahuje nejen poměrně velké množství technických nepřesností zvláště v části informativní, ale i normativy nad kterými člověk z oboru svařování nevěřícně kroutí hlavou. Co je tedy v této normě nového? V kapitole 3 Termíny a definice je uvedeno několik nových termínů vycházejících z u nás dosud nezavedené normy ISO/TR 25901:2007. 1
Kapitola 4 Referenční čísla, značky a zkratky termínů osahuje následující změny: přibyly mimo jiné metody 138 a 142 byl odstraněn bez náhrady jmenovitý rozměr koutového svaru „a“ pokud se svařuje dvěma metodami byly změněny termíny „t1 a t2“ znamenající tloušťky zkušebních kusů pro svařovací metody 1 a 2, za termíny s1 a s2 znamenající tloušťku svarového kovu pro metody 1 a 2. Důležitá je v kapitola 5.3 Druhy výrobků. Většina z vás jistě ví, že svar provedený na trubce (pod pojmem trubka si představte jakýkoli uzavřený profil) pokrývá i plechy. Pozor ovšem na podmínku v odstavci a) „zkušební svary na trubkách o vnějším průměru D˃25 mm zahrnují svary na plechu“. To znamená, že pokud vykonáte zkoušku na malém průměru nemáte pokryté plechy. Nejvíce rozpaků ovšem vyvolává kapitola 5.4 Typy svarů odstavec b) a c). V odstavci b) je celkem logicky jednoznačně napsáno: „tupé svary nekvalifikují koutové a naopak“. Potud by bylo vše v pořádku. Byl změněn trochu alibistický výklad z předchozí normy. Nesměl by ovšem přijít odstavec c), kde se dočteme těžko pochopitelný text a trochu současně zapochybujeme o zdravém úsudku člověka, který to prosadil. Cituji: „Pokud je svářeč kvalifikován na tupé svary, může být proveden doplňkový koutový svar, který však musí být na plechu nejméně tloušťky 10 mm a proveden na jednu vrstvu v poloze PB. Za tento doplňkový svar svářeč musí získat kvalifikaci, jako je kvalifikace pro tupé svary“. Nyní si ukážeme na příkladu, jaká absurdní situace může nastat. Svářeč vykoná následující zkoušku: EN 287-1 135 P BW 1.1 t2 PG ss nb + doplňkový FW t10 PB sl Jeho dotaz bude: „Takže můžu svařovat koutové svary v poloze PB“? Odpověď: „Nemůžete“. Otázka: „A můžu alespoň svařovat plech tloušťky 10 mm“? Odpověď: „Nemůžete. Můžete svařovat koutové svary na plechu o tloušťce 2 až 4 mm v poloze PG“. Co k tomu dodat. Další důležitou změnu najdete v kapitole 6.3 Podmínky svařování. Původní podmínka na požadovaný průřez koutového svaru 0,5 x t ≤ a ≤ 0,7 x t, byla nahrazena textem „Požadovaný průřez koutového svaru na zkušebním kusu musí být určen pWPS nebo WPS použitou při zkoušce“. Nyní se trochu zatouláme v čase. EN 287-1:2004 5.3 „b) zkušební svaru na plechu zahrnují trubky o vnějším průměru D≥500 mm pro všechny další polohy svařování“. Pak přišel k této normě člověk rozumný a podařilo se mu někoho přesvědčit o hlouposti tohoto textu. Což se projevilo v následující změně: EN 287-1:změna A2/2006 5.3 „b) poloha svařování PE pro plechy zahrnuje i trubky s průměrem D≥500 mm v poloze svařování PF“. No a hádejte co se stalo v nejnovějším vydání této normy. Buď to zaváděl ten stejný člověk z roku 2004 a zhrzen tím, že mu někdo změnil jeho původní text nebo si prostě nevšiml, že nějaká změna vůbec vznikla. Jinak by nemohlo dojít k prostému překopírování původního textu. EN 287-1:2011 5.3 „b) zkušební svaru na plechu zahrnují trubky o vnějším průměru D≥500 mm pro všechny další polohy svařování“. Nepřesnost můžeme nalézt i v kapitole 7 Požadavky hodnocení zkušebních kusů. Tento článek se odkazuje na hodnocení svarů dle ISO 5817, ale terminologii požívá z normy ISO 6520 (pozor není totožná) Příklad: termín z normy ISO 6520 - Nadměrný průvar = termínu z ISO 5817 Nadměrné převýšení kořene. 2
Dále je nutno věnovat zvýšenou pozornost tabulkám 3 a 4. Tabulka 3 udává rozsah kvalifikace pro obalené elektrody s poznámkou „Druh obalu elektrody použitý při kvalifikační zkoušce svářeče pro svařování kořene bez podložení (ss nb) je druh obalu kvalifikovaného pro svařování kořene ve výrobě“. Z toho vcelku logicky vyplývá, že jednovrstvé svary smíte svařovat pouze elektrodou s obalem, který byl použit při zkoušce svářeče. Tabulka 4 udává rozsah kvalifikace pro drátové elektrody. Na tomto místě je potřeba uvědomit co pojem drátová elektroda znamená. Termíny z ISO 14343: „Drátová elektroda (wire electrode) tvar svařovacího přídavného kovu, obvykle jako baleného jako svitky, v cívkách nebo bubnech, přes jehož část délky je propojen obvod svařovacího proudu a na jehož konci, při obloukovém svařování tavící se elektrodou v ochranném plynu a při svařování pod tavidlem, je oblouk“. „Drát (wire) tvar svařovacího přídavného kovu, obvykle baleného jako svitky, v cívkách nebo v bubnech, kterým neprochází svařovací proud při obloukovém svařování wolframovou elektrodou, plasmovém svařování a laserovém svařování“. „Tyč (rod) tvar svařovacího přídavného kovu, baleného obvykle v rovných délkách, kterým neprochází svařovací proud při obloukovém svařování wolframovou elektrodou a plasmovém svařování“. „Pásková elektroda (strip electrode) tvar svařovacího přídavného kovu, obvykle baleného jako svitky, mající obdélníkový průřez s šířkou mnohem větší než tloušťkou, který se stává částí svařovacího obvodu, kterým je veden proud a na jehož konci je oblouk při obloukovém svařování pod tavidlem nebo strusková lázeň při elektrostruskovém svařování“. Z těchto definicí jasně vyplývá, kterých přídavných materiálů se tabulka 4 týká. Příklady, uvedené na konci této normy jako informativní, obsahují tolik nepřesností a zavádějících informací, že by bylo vhodné, aby byly buď z normy odstraněny nebo opraveny. Listopad 2011
ČSN EN ISO 6947:2011 Svařování a příbuzné procesy - Polohy svařování Tato norma nahradila ČSN EN ISO 6947 z ledna 1999. Kapitola 2 Termíny a definice Poloha svařování - poloha svaru v prostoru určená vzhledem ke sklonu osy svaru a otočení lícové strany svaru vzhledem k vodorovné rovině. Hlavní poloha svařování - poloha svařování označená PA, PB, PC, PD, PE, PF nebo PG. Sklon S - úhel osy svaru vztažený k hlavní poloze svařování. Otočení R - úhel lícové strany svaru vzhledem k hlavní poloze svařování. Úhel sklonu L - úhel osy trubky Rozsahy sklonu a otočení pro polohy svařování tupého svaru Poloha svařování
Hlavní polohy svařování
Sklon - S Otočení - R
Vodorovná shora
PA
±15°
Vodorovná
PC
±15°
Vodorovná nad hlavou
PE
±80° +75° -10°
Svislá
PF, PG 3
±30° +60° -10° ±80° +100° -10°
Rozsahy sklonu a otočení pro polohy svařování tupého svaru Poloha svařování
Hlavní polohy svařování
Sklon - S Otočení - R
Vodorovná shora
PA
±15°
Vodorovná šikmo shora
PB
±15°
Vodorovná
PC
±15°
Vodorovná šikmo nad hlavou
PD
±15°
Vodorovná nad hlavou
PE
±80° +75° -10°
Svislá
PF, PG
±30° +15° -10° +35° -10° +35° -10° ±35° +100° -10°
Zde by se mohli zaradovat svářeči při zkouškách. Ovšem nesměl by tyto tabulky předcházet text v kapitole 3.3 Polohy svařování pro zkoušení: „Polohy svařování používané při svařování zkušebního kusu nesmí ve sklonu přesáhnout ±5° a v otočení ±10°“. Příklad mezních hodnot sklonu a otočení u polohy vodorovné shora - PA.
Označení této polohy: PA 015-030 Zásadní problém této normy je v tom, že neuvádí jako základní polohy H-L045 a J-L045 a tudíž ani rozsahy od této polohy. A proč v tom vidím problém? Vezměme si například normu pro zkoušky svářečů EN 287-1 nebo normu ISO 15614-1 pro kvalifikaci WPQR. První norma uvádí rozsah zkoušek pro svářeče. Pokud udělá zkoušku v poloze PH (tato poloha také nemá žádný rozsah naklonění), nemůže se od této polohy nikam odchýlit. Svaří-li trubku v poloze H-L045 má oprávnění pouze pro tento úhel náklonu. Pokud budeme kvalifikovat WPQR je zde ještě větší paradox. Pokud výrobce svaří trubku v poloze PF a PC má oprávnění pro všechny polohy s výjimkou PJ a J-L045. Tudíž J-L030 není problém? Jako ideální řešení by bylo uvádět, že pokud vykoná zkoušku v poloze H-L045, může svařovat trubku v jakékoli poloze, mimo shora dolů. 4
Říjen 2012
ČSN EN ISO 3581:2012 Svařovací materiály - Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování antikorozních a žáruvzdorných ocelí - Klasifikace Tato ISO norma nahradila EN 1600 z února 1999 a zařadila se do celé řady norem založených na značení dle systému A a B. Systém A je založen na původní EN normě a systém B na normách používaných v oblasti Pacifiku. a) ISO 3581 - A: Klasifikace podle jmenovitého složení b) ISO 3581 - B: Třídění podle druhu slitiny Příklad klasifikace podle jmenovitého složení: ISO 3581-A - E 19 12 2 R 3 4 E - obalená elektroda pro ruční obloukové svařování 19 12 2 - chemické složení R - druh obalu elektrody 3 - druh proudu a výtěžnost elektrody 4 - poloha svařování Příklad klasifikace podle druhu slitiny: ISO 3581-B - ES316-26 ES - obalená elektroda pro ruční obloukové svařování korozivzdorné a žáruvzdorné oceli 316 - chemické složení čistého svarového kovu 2 - polohy svařování 6 - druh obalu elektrody V normě jsou uvedeny tabulky, upřesňující jednotlivé body. Ale jak už jsme si zvykli, je i zde několik nepřesností a norma bude potřebovat opravu. Příklad z normy: Jak můžete vidět obsah uhlíku je poněkud mimo obvyklý rozsah. Tabulka 2 Označení klasifikace podle Jmenovitého složení ISO 3581-A
Druhu slitiny ISO 3581-A
25 20
(310)
21 10
-
?
Chemické složení % (hmotnostní) jednotlivé hodnoty jsou maximální C ? 0,2 0,8 0,6 0,9
Si
1,2 1,0 2,0
Mn 1,0 5,0 0,3 1,0
5
P
S
0,03
0,025
0,02
0,01
Cr
Ni
23 27 20,5 22,5
18 22 9,5 11,0
Mo
Cu
0,75 0,5
Nb+Ta
?
N
0,75
-
-
0,3
-
0,1 0,2
Říjen 2012
ČSN EN ISO 14174:2012 Svařovací materiály - Tavidla pro obloukové svařování pod tavidlem a elektrostruskové svařování - Klasifikace Tato norma nahradila ČSN EN 760 z listopadu 1997. Tato mezinárodní norma specifikuje požadavky na klasifikaci tavidel pro obloukové svařování pod tavidlem a elektrostruskové svařování pro spojování a navařování s použitím drátových elektrod, plněných elektrod a páskových elektrod.
Příklad značení: ISO 14174 - S F CS 1 67 AC H10 ISO 14174 - číslo této normy S - tavidlo pro obloukové svařování pod tavidlem ( kap. 4.1 této normy ) F - tavené tavidlo ( kap. 4.2 této normy ) CS - druh tavidla ( viz. tabulka 1 této normy ) 1 - třída tavidla určující jeho použití ( kap. 4.4 této normy )¨ 67 - určuje metalurgické vlastnosti ( kap. 4.5 této normy ) AC - druh proudu ( kap. 4.6 této normy ) H10 - obsah vodíku ( viz. tabulka 6 této normy )
kap. 4.1 S - tavidlo pro obloukové svařování pod tavidlem ES - tavidlo pro elektrostruskové svařování kap. 4.2 F - tavené tavidlo A - aglomerované tavidlo M - smíšené tavidlo tabulka 1 MS
CS
CG
mangan-křemičité
vápenato-křemičité
vápenato-hořčíkové
CG-I
CB-I
vápenato-hořčíkové se železem
vápenato-hořčíkovébazické se železem
CB vápenato-hořčíkovébazické
GS
ZS
hořčíkovo-křemičité
zirkon-křemičité
RS
AR
BA
AAS
rutil-křemičité
hlinito-rutilové
bazické-hlinité
hlinito.křemičité-kyselé
AB
AS
AF
FB
hlinito-bazické
hlinito-křemičité
hlinito-fluorido-bazické
fluorido-bazické
kap. 4.4.2 - Tavidla třídy 1 Toto jsou tavidla pro obloukové svařování pod tavidlem nelegovaných a jemnozrnných ocelí, vysokopevnostních ocelí, žárupevných ocelí a ocelí odolávajících atmosférické korozi. Metalurgické vlastnosti (propal, přírůstek) jsou stanoveny v pořadí Si a Mn. kap. 4.4.2 - Tavidla třídy 2 a 2B Toto jsou tavidla pro svařování nerezavějících a žáruvzdorných ocelí a/nebo niklu a niklových slitin a pro korozivzdorné návary. Přírůstek nebo propal se určuje v tomto pořadí prvků: C; Si; Cr a Nb. Pokud tavidlo doplňuje jiné prvky, musí být tyto uvedeny označením odpovídající chemické značky, bezprostředně za C; Si; Cr a Nb. 6
kap. 4.4.2 - Tavidla třídy 3 Toto jsou tavidla pro tvrdé návary s přenosem slitinových prvků z tavidla. Přírůstek slitinových prvků se musí označit chemickými značkami s přibližným množstvím. Např. Cr20. kap. 4.4.2 - Tavidla třídy 4 Toto jsou tavidla jiná tavidla, pro něž nejsou třídy 1 až 3 aplikovatelné. Přírůstek slitinových prvků se musí označit odpovídajícími značkami. tabulka 6 Obsah difuzního vodíku
Označení
ml/100g nataveného svarového kovu max.
H2 H4 H5 H10
2 4 5 10 Březen 2012
ČSN EN ISO 26304:2012 Svařovací materiály - Drátové elektrody, plněné elektrody a kombinace elektroda tavidlo pro obloukové svařování vysokopevnostních ocelí pod tavidlem - Klasifikace Touto normou se nahrazuje ČSN EN ISO 26304 z března 2010. Tato norma specifikuje požadavky na klasifikaci drátových elektrod, plněných elektrod a kombinaci elektroda - tavidlo (čistého svarového kovu) ve stavu po svařování nebo ve stavu po tepelném zpracování po svařování při obloukovém svařování pod tavidlem vysokopevnostních ocelí s minimální mezí kluzu vyšší než 500 MPa nebo minimální pevností v tahu vyšší než 570 MPa. Tato norma je kombinovaným předpisem pro klasifikaci podle systému založeného na mezi kluzu a průměrné nárazové práci čistého svarového kovu 47 J ( ČSN EN ISO 26304-A), nebo využívající systém založený na pevnosti v tahu a průměrné nárazové práci čistého svarového kovu 27 J ( ČSN EN ISO 26304-B ). Příklad značení podle ČSN EN ISO 26304-A: ISO 26304-A -S 62 4 AB S2Ni2Mo H5 ISO 26304-A - číslo normy (klasifikace podle meze kluzu a nárazové práce 47 J) S - obloukové svařování pod tavidlem 62 - desetina hodnoty minimální meze kluzu 4 - minimální teplota pro nárazovou práci ( -40°C ) AB - druh tavidla (viz. tabulka 2 této normy) S2Ni2Mo - chemické složení drátové elektrody (viz. tabulka 3 této normy) H5 - maximální obsah difuzního vodíku Příklad značení podle ČSN EN ISO 26304-B: ISO 26304-B -SU 69A 4 AB SUN2M2 H5 ISO 26304-B - číslo normy (klasifikace podle meze kluzu 27 J) SU - obloukové svařování pod tavidlem 7
69A - desetina hodnoty minimální meze pevnosti 4 - minimální teplota pro nárazovou práci AB - druh tavidla SUN2M2 - chemické složení drátové elektrody N2M2 pro obloukové svařování pod tavidlem H5 - maximální obsah difuzního vodíku
Říjen 2012
ČSN EN ISO 3690:2012 Svařování a příbuzné procesy - Stanovení obsahu vodíku v obloukově svařovaném svarovém kovu Touto normou se nahrazuje ČSN EN ISO 3690 z listopadu 2002. Tato mezinárodní norma určuje vzorkování a analytický postup pro stanovení difundovaného vodíku v martenzitickém, bainitickém a feritickém svarovém kovu, který vzniká při svařování oceli s přídavným materiálem při obloukovém svařování. Říjen 2012
ČSN EN 1708-3:2012 Svařování - Detaily základních svarových spojů na oceli Část 3: Plátované, navařované a vykládané tlakové části Tato norma doplňuje EN 1708-1 vzhledem k použití. Specifikuje stanovené příklady plátování, vyložení, spojů různorodých materiálů. Tato norma platí pro následující druhy ocelí: nelegované oceli s minimální pevností v tahu Rm ≤ 450 MPa P295GH a 16Mo3 podle EN 10028-2 jemnozrnné oceli EN 10028-3 s minimální mezí kluzu ReL ≤ 355MPa austenitické oceli Termíny a definice heterogenní spoj Svar, ve kterém existují mezi svarovým kovem a základním materiálem významné rozdíly v mechanických vlastnostech a/nebo chemickém složení. homogenní spoj Svar, ve kterém mezi svarovým kovem a základním materiálem nejsou žádné významné rozdíly v mechanických vlastnostech a/nebo chemickém složení. vyložení Kovová vrstva (např. plech, deska, trubka nebo pás) zčásti spojená s vnitřním povrchem součásti. Spoje různorodých materiálů S ohledem na svařování nelegovaných ocelí k austenitickým ocelím, jsou přídavné kovy určeny jedním z následujících případů. a) Jestliže svar není tepelně zpracován po svařování a stále je provozován při teplotě ≤ 300°C, pak mohou být použity austenitické svarové kovy ( zde by měl být uveden spíše termín austenitické přídavné materiály), které byly zkoušeny pro vhodnost. 8
b) Jestli je svar ve stavu po tepelném zpracování po svařování a/nebo vstaven provozním teplotám ˃ 300°C, pak mohou být použity svarové kovy (opět nevhodný termín), které byly zkoušeny pro použitelnost. Například slitiny s vysokým obsahem niklu nebo další kovy. Svary plátovaných ocelí Pro svařování plátované oceli platí EN 1011-5. Leden 2013
ČSN EN ISO 18275:2012 Svařovací materiály - Obalené elektrody pro ruční obloukové svařování vysokopevnostních ocelí - Klasifikace Leden 2013
ČSN EN ISO 22825:2012 Nedestruktivní zkoušení - Zkoušení ultrazvukem zkoušení svarů u austenitických ocelí a slitin hliníku Leden 2013
ČSN EN ISO 24598:2012 Svařovací materiály - Drátové elektrody, plněné elektrody a kombinace elektroda-tavidlo pro obloukové svařování žáropevných ocelí pod tavidlem - Klasifikace Únor 2013
ČSN EN ISO 9712:2012 Nedestruktivní zkoušení - Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT Březen 2013
ČSN EN ISO 16834:2012 Svařovací materiály - Drátové elektrody, dráty a tyče pro obloukové svařování vysokopevnostních ocelí tavící se elektrodou v ochranném plynu a jejich svarové kovy - Klasifikace Zde si povšimněte nepřesnosti již v názvu normy. Jelikož se jedná, mimo jiné, i o přídavné materiály pro metodu TIG, nemůže být v názvu uvedeno „tavící se elektrodou“.
9
