Wszystko o procesach spawania
Wprowadzenie do norm serii EN ISO 3834
Spawanie polega na łączeniu materiałów przez ich nagrzanie do temperatury topnienia oraz połączenie ich poprzez wymieszanie. Źródłem ciepła jest zwykle łuk spawalniczy, płomień spalanego gazu lub wiązka elektromagnetyczna. Aby w tym procesie nie dopuścić do powstawania trudności i problemów, naprzeciw wychodzą dedykowane normy serii EN ISO 3834.
Procesy spawania i procedury ich nadzoru
Procesy takie jak spawanie są często stosowane podczas produkcji wielu wyrobów. W niektórych firmach stanowią one podstawowy proces wytwarzania i są wiodącym elementem technologii wytwarzania.
Wyroby mogą obejmować zakres od prostych, mało skomplikowanych do kompleksowych, złożonych elementów.
Przykładami mogą być:
- konstrukcje maszyn budowlanych;
- elementy budowlane;
- zbiorniki ciśnieniowe;
- wyposażenie domowe;
- dźwignice;
- mosty;
- maszyny rolnicze;
- pojazdy transportowe;
- i wiele innych.
Procesy spawania w takich konstrukcjach wywierają decydujący wpływ na koszty wytwarzania i jakość wyrobów, które są krytyczne dla ekonomiczności realizacji, jak i wytrzymałości oraz trwałości wykonanych elementów.
Dlatego ważne jest, aby procesy te były wykonywane w sposób jak najbardziej efektywny oraz aby wszystkie aspekty tych operacji posiadały nadzór. Aby zapewnić rozsądne i efektywne wytwarzanie, kadra kierownicza powinna rozpoznać i zrozumieć źródła potencjalnych trudności i wprowadzić odpowiednie procedury do ich nadzoru.
Dla wyrobów, które powinny być wolne od istotnych problemów w produkcji i obsłudze, konieczne jest zapewnienie nadzoru od fazy projektowania, poprzez dobór materiałów, aż do fazy wytwarzania i następnych badań.
Niewłaściwa konstrukcja może powodować powstawanie istotnych i kosztownych trudności na warsztacie produkcyjnym, na montażu lub w obsłudze. Z kolei niewłaściwy dobór materiałów rodzimych oraz dodatkowych może prowadzić do problemów, takich jak pęknięcia w spoinie.
Seria norm ISO 3834
Wychodząc naprzeciw takim potrzebom zostały opracowane, przez Komitety Techniczne ds. spawalnictwa ISO/TC 44 i CEN/TC 121, dedykowane normy serii EN ISO 3834.
W normach tych zidentyfikowano środki, które są odpowiednie dla różnych sytuacji.
Wymagania te odnoszą się do tych aspektów jakości wyrobów, na które spawanie może wpływać, przy czym nie są one podporządkowane żadnej grupie wyrobów. Normy są na tyle uniwersalne, że mogą być również stosowane zarówno przy produkcji mało-, jak i wielkoseryjnej. Mogą być stosowane na warsztacie i/lub montażu i ustalają wytyczne do opisania zdolności wytwórcy do wytwarzania konstrukcji, które spełniają określone wymagania.
EN ISO 3834 mogą być również stosowane przez wewnętrzne i zewnętrzne organizacje, łącznie z jednostkami certyfikującymi, w celu oceny zdolności wytwórcy do spełnienia wymagań klientów, przepisów lub własnych wymagań wytwórcy.
Normy te zazwyczaj mogą być stosowane, gdy spełnione są następujące warunki:
- podczas przygotowania umowy: specyfikacja spawalniczych wymagań jakości;
- przez wytwórców: ustanowienie i utrzymywanie spawalniczych wymagań jakości;
- przez organizacje i komitety przygotowujące przepisy lub normy dotyczące zastosowania: specyfikacja spawalniczych wymagań jakości;
- przez organizacje oceniające osiągnięcia jakości spawania, np. trzecia strona, odbiorcy lub wytwórcy.
ISO 3834 a ISO 9001
Należy podkreślić, że normy EN ISO 3834 nie są normami systemu zarządzania jakością, które zastępują ISO 9001. Mogą być jednak bardzo użyteczne , kiedy norma ISO 9001 zastosowana jest przez wytwórcę.
EN ISO 3834 jest specyfikacją wymagań jakości dla procesów spawania, która w znacznej części opiera się na strukturze i wymaganiach normy ISO 9001.
ISO 9001 zawiera wymagania jakościowe, natomiast specyfikacja EN ISO 3834 ich tematyczne uzupełnienie o wymagania branży spawalniczej, które są bardziej wymagające pod kątem techniczno-dokumentacyjnym (specyficzne procedury i zapisy).
Specyfikacja wymagań jakości dla procesów spawania jest ważna, ponieważ jakości tych procesów nie można łatwo zweryfikować. Dlatego też w myśl normy ISO 9000 są one traktowane jako procesy specjalne.
Jakość nie może być sprawdzona w wyrobie, lecz powinna być razem z nim tworzona. Nawet pełne i wysoce rozwinięte badania nieniszczące nie poprawią jakości wytworzonego wyrobu.
ISO 3834 – 1 do 5 części
Seria norm EN ISO 3834 – „Wymagania jakości dotyczące spawania materiałów metalowych” składa się z pięciu części. EN ISO 3834-1 odnosi się do kryteriów wyboru odpowiedniego poziomu wymagań jakości, EN ISO 3834-2 – dotyczy pełnych wymagań jakości, EN ISO 3834-3 – standardowych, a ISO 3834-4 – podstawowych. W części piątej (EN ISO 3834-5) z kolei wyszczególniono dokumenty, których wymagania powinny być spełnione w celu potwierdzenia zgodności z wymaganiami jakości według części 2, 3 lub 4 standardu.
Uzupełnieniem standardów jest raport techniczny ISO/TR 3834-6, który dotyczy wytycznych do wdrażania norm EN ISO 3834.
Powyższe zdjęcie przedstawia: maszynę do spawania metodą SMAW (łukiem krytym) surowych paneli kotła wodnorurowego. Widok palników do jednoczesnego spawania 6 głowicami.
Tabela: Wymagania w zależności od poziomu jakości
| Nr | Element | ISO 3834-2 | ISO 3834-3 | ISO 3834-4 | |
| 1. | Przegląd wymagań
- zastosowanie stosownej normy wyrobu, - wymagania ustawowe i wynikające z przepisów, - wymagania dodatkowe ustalone przez wytwórcę, - zdolność wytwórcy do spełnienia opisanych wymagań. |
Przegląd wymagany | |||
| Zapis jest wymagany | Zapis może być wymagany | Zapis nie jest wymagany | |||
| 2. | Przegląd techniczny
- specyfikacja materiału podstawowego i własności złączy spawanych, - jakość i wymagania dotyczące akceptacji spoin, - położenie, dostępność i kolejność spoin, łącznie z dostępności dla kontroli i NDT, - wykaz instrukcji WPS, NDT, i OC, - zastosowane podejście do WPQR, - kwalifikowanie personelu, - dobór, identyfikacja i identyfikowalność MR i spoin, - kontrola jakości + zaangażowanie niezależnej jednostki inspekcyjnej, - kontrola i badania, - podwykonawstwo, - OC, - inne. |
Przegląd wymagany | |||
| Zapis jest wymagany | Zapis może być wymagany | Zapis nie jest wymagany | |||
| 3. | Podwykonawca | Traktowany jako wytwórca specjalnych podzlecanych wyrobów, usług i/lub działalności, jednakże końcową odpowiedzialność dotyczącą jakości pozostawia się wytwórcy |
|||
| 4. | Spawacze i operatorzy spawania | Kwalifikacja jest wymagana | |||
| 5. | Personel nadzoru spawalniczego | Wymagany | Brak specjalnych wymagań | ||
| 6. | Personel kontroli i badań | Kwalifikacja jest wymagana | |||
| 7. | Sprzęt do produkcji i badania
- źródła energii, - sprzęt do przygotowania złącz, - sprzęt do PWHT i OC, - przyrządy mocujące, - dźwignice, żurawiki, - sprzęt ochrony indywidualnej, - piece, termosy, - wyposażenie do czyszczenia powierzchni, - wyposażenie do badań NDT i DT. |
Odpowiednie i dostępne, jak wymagane do przygotowania, wykonania procesu, badania, transportu, podnoszenia w kombinacji ze sprzętem bezpieczeństwa i ubraniami ochronnymi | |||
| 8. | Przeglądy wyposażenia | Wymagane utrzymanie, przeglądy i osiągnięcie zdolności produkcyjnej | Brak specjalnych wymagań | ||
| Wymagane udokumentowane plany i zapisy | Udokumento-wane plany i zapisy są zalecane |
Brak specjalnych wymagań | |||
| 9. | Opis sprzętu | Wymagany wykaz | Brak specjalnych wymagań | ||
| 10. | Planowanie produkcji
- kolejność wykonywania konstrukcji, - identyfikacja procesów, - powołania na instrukcje, - kolejność układania spoin, - zamówienie i czas wykonywania procesów, - zestawienie kontroli w tym jednostek inspekcyjnych, - warunki otoczenia, - identyfikacja partii, - przydział kwalifikowanego personelu, - przygotowanie do badań. |
Wymagane | Brak specjalnych wymagań | ||
| Wymagane są udokumentowane plany i zapisy | Zapisy są zalecane | ||||
| 11. | Instrukcje technologiczne spawania
pWPS, WPS |
Wymagane | Brak specjalnych wymagań
|
||
| 12. | Qualification of welding technology
WPQR |
Wymagane | Brak specjalnych wymagań
|
||
| 13. | Badanie partii materiałów dodatkowych | Jeśli wymagane | Brak specjalnych wymagań
|
||
| 14. | Magazynowanie i obsługa materiałów dodatkowych do spawania | Wymagana procedura zgodnie z zaleceniami dostawcy |
Zgodnie z zaleceniami dostawcy |
||
| 15. | Magazynowanie materiałów podstawowych | Wymagana ochrona przed wpływami środowiska, oznaczenie powinno być zachowane podczas magazynowania | Brak specjalnych wymagań | ||
| 16. | Obróbka cieplna po spawaniu
|
Potwierdzenie, że wymagania zgodnie z normą wyrobu lub specyfikacją są spełnione | Brak specjalnych wymagań
|
||
| Procedura, zapisy i identyfikowalność zapisu dotyczącego wyrobu są wymagane |
Procedura i zapisy są wymagane |
Brak specjalnych wymagań
|
|||
| 17. | Kontrola i badanie przed, podczas i po spawaniu
Przed: - przydatność i ważność certyfikatów, - przydatność WPS, - identyfikacja MR, - identyfikacja MD, - przygotowania złączy (kształt, wymiary), - dopasowanie, mocowanie, sczepianie, - specjalne wymagania, - przydatność warunków. W trakcie: - parametry spawania, - temperatura, PWHT + międzyściegowa, - oczyszczanie i kształt ściegów, - żłobienie grani, - kolejność spawania, - prawidłowe użytkowanie MD, - kontrola odkształceń, - badania pośrednie. Po: - VT, - NDT, - DT, - postać i kształt konstrukcji, - protokoły QT, T. |
Wymagane | Jeśli wymagane | ||
| 18. | Niezgodności i działania korygujące | Pomiary kontrolne powinny być stosowane.
Procedury naprawy i/lub poprawki są wymagane |
Pomiary kontrolne powinny być stosowane | ||
| 19. | Wzorcowanie lub walidowanie sprzętu do pomiarów, kontroli i badania | Wymagane | Jeśli wymagane | Brak specjalnych wymagań | |
| 20. | Identyfikacja podczas procesu | Jeśli wymagane | Brak specjalnych wymagań | ||
| 21. | Identyfikowalność | Jeśli wymagane | Brak specjalnych wymagań | ||
| 22. | Zapisy jakości | Jeśli wymagane | |||
Które wymaganie wybrać, jak zastosować normy, jakie kryteria należy spełnić, jak się przygotować do wdrożenia i certyfikacji, czy normy są powiązane z przepisami? Odpowiedzi na te i wiele innych pytań można spodziewać się na szkoleniach i seminariach organizowanych przez Quality Austria Polska oraz w kolejnych artykułach.
Autor: mgr inż. Leszek Kostkiewicz – Auditor, Trener współpracujący z jednostką certyfikującą Quality Austria Polska
Bibliografia:
1. Seria norm EN ISO 3834 – Quality requirements for Fusion welding of metallic materials – Parts 1 to 5.
2. ISO/TR 3834-6:2007 Quality requirements for fusion welding of metallic materials — Part 6: Guidelines on implementing ISO 3834.