201312_PSpaw_cz3 117Przegląd sPawalnictwa 12/2013 Łukasz Olichwer Zakres badań nieniszczących i kryteria ich akceptacji wg norm zharmonizowanych z dyrektywą 97/23/WE w praktyce jednostki notyfikowanej 1433 scope of non-destructive testing and it’s acceptance  criteria according to standards harmonized witch the  97/23/ec directive in practice of notified body 1433 gr inż. kasz ichwer – Urząd Dozoru Technicznego, Szczecin. ar nki odniesienia Urządzenia ciśnieniowe wytwarzane na potrze- by rynku Unii Europejskiej muszą spełniać wyma- gania dyrektywy 97/23/WE [1], w skrócie PED. Dy- rektywa ta dotyczy urządzeń o ciśnieniu wyższym od 0,5 bara. Podaje ona zasadnicze wymagania bezpieczeństwa, które muszą spełniać sprawdza- ne urządzenia. Wymagania te mają charakter ogól- ny i są precyzowane w normach zharmonizowanych z dyrektywą PED. Do oceny zgodności używane są także takie specyfikacje techniczne jak: WUDT- -UC-2003, AD-Merkblatt 2000, przepisy ASME i inne. abstract The paper shows the requirements set out in the stand- ards harmonized witch Directive 97/23/EC for pressure equipment such as boilers, vessels and pipelines in scope of the non-destructive testing, testing rules of partial test- ing and non-destructive testing acceptance criteria. Dis- cusses errors found in non-destructive testing rapports taken from common practice of the notified body UDT. Streszczenie W artykule przedstawiono wymagania podano w nor- mach zharmonizowanych z dyrektywą 97/23/WE dla urzą- dzeń takich jak kotły, zbiorniki i rurociągi technologiczne odnośnie zakresu wymaganych badań nieniszczących, zasad badania złączy w niepełnym wymiarze i kryteriów akceptacji badań nieniszczących. Omówiono spotykane w praktyce jednostki notyfikowanej UDT błędy przy spra- wozdaniach z wykonanych badań nieniszczących Specyfikacje AD-Merkblatt 2000 i WUDT-UC-2003 miały na celu zapewnienie ciągłości stosowania przez krajowych wytwórców dotychczasowych wymagań technicznych, jednak z zastrzeżeniem nierozwijania ich, czyli niewprowadzania do nich zapisów nowelizu- jących zgodnie z bieżącym rozwojem techniki. Prze- pisy ASME wykorzystywane są w Europie głównie w przemyśle chemicznym i petrochemicznym, pozo- stając warunkami konkurencyjnymi na tym rynku wy- twórczym. Przepisy te nie są zharmonizowane z PED, stąd muszą być stosowane w myśl PED. Poprawnie zastosowane normy zharmonizowane dają gwarancję spełnienia wymagań dyrektywy PED. Są konsekwentnie rozwijane przez poprawki i nowe wydania. Stopień ich wykorzystania w Polsce, wg do- świadczeń jednostki notyfikowanej Urzędu Dozoru Technicznego, systematycznie rośnie. Potwierdza to 118 Przegląd sPawalnictwa 12/2013 raport dotyczący dyrektywy PED, w którym zauważa się, że stopień wdrożenia norm w poszczególnych krajach jest nierówny, lecz istnieje stabilność stosowa- nia norm z tendencją wzrostową [2]. Podstawowe normy wyrobu zharmonizowane z dy- rektywą PED to: Pn-En 13445 dotycząca nieogrze- wanych płomieniem zbiorników ciśnieniowych, Pn-En 13480 dotycząca metalowych rurociągów przemysło- wych i odnoszące się do kotłów wodnorurowych i pło- mienicowo–płomieniówkowych odpowiednio: Pn-En 12952 i Pn-En 12053. normy dla kotłów edytowane są przez ten sam komitet techniczny i z uwagi na brak drugiego wydania Pn-En 12053 jest ona pominięta w dalszej części artykułu. Intencją komitetów technicznych przygotowujących normy było podanie pełnych wymagań technicznych dotyczących tych wyrobów. Umożliwia to wyproduko- wanie urządzeń w pełni gotowych do pracy. Istnienie osobnych standardów dla poszczególnych rodzajów urządzeń ciśnieniowych wynika z istotnych różnic mię- dzy tymi grupami urządzeń, takich jak: zagrożenia eks- ploatacyjne, funkcja, konstrukcja, wartość głównych obciążeń. Różnice dotyczą m.in. zakresu badań i kryte- riów akceptacji badań nieniszczących. Są one efektem opracowywania norm przez różne komitety techniczne, w różnych latach i mogą być przyczyną pomyłek. akres badań nieniszczących wg norm zharmonizowanych Podstawowym wymaganiami bezpieczeństwa dy- rektywy PED jest, aby połączenia nierozłączne i przyle- głe do nich strefy były wolne od wszelkich niezgodności powierzchniowych lub wewnętrznych, wpływających ujemnie na bezpieczeństwo urządzenia. Tak zdefinio- wany warunek ma gwarantować jakość połączeń. Za- kres badań określa liczbę spoin poddanych badaniom w stosunku do liczby spoin wykonanych i wyrażo- ny jest w procentach. Zakres badań określany jest w wymienionych normach odmiennie. W normie zbior- nikowej Pn-En 13445-5 [3] podstawowym kryterium podziału jest grupa badań zależna od współczynnika obliczeniowego złącza. W przypadku elementów pod- danych badaniom nieniszczącym, które potwierdzają, że wszystkie złącza spełniają wymagania, współczyn- nik ten jest równy 1. W przypadku urządzeń poddawa- nych losowym badaniom nieniszczącym współczynnik jest równy 0,85. Grubość obliczeniowa ścianki urzą- dzenia powiększana jest w tym przypadku o 15%, co zmniejsza ryzyko związane z losowym wyborem miejsc poddanych badaniom nieniszczącym. Wyodrębniono cztery grupy badań. Grupy 1 i 2 dotyczą współczynnika obliczeniowego równego 1. Druga grupa zakłada niższy niż 100% za- kres badań nieniszczących wynikający z udowodnionej praktyki wytwórczej. Ograniczeniem dla grupy drugiej jest wymóg wobec spoin wykonywanych w sposób zautomatyzowany z wybranych materiałów i o ograni- czonej grubości. Grupy badań dodatkowo dzieli się na podgrupy za- leżne od rodzaju materiału i jego grubości. Ostatnia grupa dotyczy współczynnika obliczenio- wego równego 0,7 i nie wymaga wykonywania badań nieniszczących. Użycie tej grupy badań jest jednak możliwe przy niewielkiej grubości ścianki, wybranych materiałach i zakresach temperaturowych. W normie rurociągowej Pn-En 13480-5:2012 [4] zakres badań określony jest w zależności od kategorii urządzenia zgodnie z PED, grubości materiału i grupy materiałowej. Dla rurociągów projektowanych na media toksyczne i dla pary wodnej zakres badań ze względu na czynnik roboczy dodatkowo ulega powiększeniu. W normie dla kotłów wodnorurowych Pn-En 12952- 6:2011 [5] podział wynika z rodzaju elementu. Osob- ne tablice dotyczą walczaków, komór i elementów rurowych. Zakres badań w poszczególnych tabelach zależny jest głównie od rodzaju wykonywanej spoiny i grubości elementu. Zakresy badań wysokoobciążonych elementów gru- bościennych ze stali trudnospawalnych zakładają we wszystkich wymienionych normach [3÷5] wykonanie badań powierzchniowych i objętościowych w 100%. Istotne różnice zaczynają się dla elementów mniej ob- ciążonych i nie da się wyodrębnić reguły wspólnej dla wymienionych norm. Przykładem takich rozbieżności dotyczących zakresu badań jest analiza dla rurociągu o wymiarach 168,3 x 10 mm na parę o parametrach 7,5 MPa i 500oC przed i za zaworem odcinającym, roz- graniczającym części urządzenia oceniane jako kocioł i jako rurociąg. norma dla kotłów wodnorurowych wy- maga wykonania minimum 10% badań objętościowych spoin obwodowych i 10% badań powierzchniowych spoin obciążonych ciśnieniem innych niż obwodowe, a norma dla rurociągów 100% badań powierzchnio- wych i objętościowych. normy zharmonizowane określają minimalny po- ziom bezpieczeństwa wyrobu. Projektant czy wytwórca w porozumieniu z inwestorem mogą zawyżyć zakres badania. Z uwagi na wskazane różnice w wymaganym zakresie badania, zawarte w poszczególnych normach zharmonizowanych, źródłem informacji o tym zakresie musi być zwalidowana dokumentacja projektowa urzą- dzenia. Sprawdzenie dokumentacji jest obowiązkiem producenta. W kategoriach wyższych niż II, z wyjątkiem modułu H, także jednostka notyfikowana ma obowią- zek sprawdzenia, czy zakres badania został przyjęty na poziomie nie niższym niż wymagany w warunkach odniesienia. Zakres badania zgony z zapisami w do- kumentacji, ustalony w zleceniu dla jednostki prze- prowadzającej badania, jest jednoznaczną wytyczną. Także informacje o sposobie wyboru miejsca badania, gdy zakres jest niższy niż 100% powinny być zawarte w zleceniu. Przy braku takiej informacji wybór złączy do badania powinien być oparty na wymaganiach norm. 119Przegląd sPawalnictwa 12/2013 yb r miejsca badania o zakresie mniejszym niż 100% i proced ra w przypadkach wystąpienia niezgodno ci norma zbiornikowa [3] przy zakresie badań niższym niż 100% wymaga badania wszystkich skrzyżowań złą- czy doczołowych płaszczy ciśnieniowych i dennic na długości nie mniejszej niż 200 mm. Jeśli długość złączy wynikająca z procentu wymaganego do zbadania jest niższa niż suma docinków badania skrzyżowań, obowią- zuje wyższa wartość wynikająca z sumy długości. Także spoiny główne przecinające otwory lub spoiny główne przebiegające w odległości nie większej niż 12 mm od otworów, powinny być badane na długości nie mniejszej niż średnica otworu. W przypadku króćców badaniom poddawane są całe spoiny, a liczba zbadanych króćców wynika z procentu badań. Stwierdzenie niezgodności na spoinach badanych odcinkowo lub spoinach jednej z grupy króćców kwalifiku- je całą spoinę lub całą grupę króćców jako niezgodną. Procedura powiększania zakresu badań zakłada zbada- nie dodatkowej podwójnej długości spoin lub liczby króć- ców w przypadku niezgodności innych niż płaskie. Jeśli w tak wybranej próbce nadal występują niezgodności, nale- ży zbadać całą spoinę lub grupę króćców. W przypadku stwierdzenia niezgodności płaskich badania dodatkowe od razu muszą objąć całą spoinę lub grupę króćców. norma dla kotłów wodnorurowych [5] przy zakresie ba- dań niższym niż 100% wymaga, aby złącza były wybiera- ne losowo i reprezentowały grupę. Grupą są złącza wy- konane przez jednego spawacza lub operatora w oparciu o jedną procedurę spawania dla danego elementu. Jeśli wymagane jest przebadanie 10% złączy, należy zbadać każde 10% złączy wykonanych przez każdego ze spa- waczy zgodnie z jedną instrukcją spawania. W przypadku wystąpienia spoin niezgodnych należy zbadać dodatko- wo dwie spoiny elementu z grupy wykonanych przez tego samego spawacza wg tej samej procedury spawalniczej. Jeśli co najmniej jedna z dodatkowej grupy spoin prze- kracza granice akceptacji, badaniom należy poddać 10 dodatkowych spoin. Procedura powiększania zakresu w przypadku występowania dalszych niezgodności po- winna być kontynuowana aż do 100% spoin wykonanych. Zapisy normy rurociągowej [4] są podobne do wyma- gań z normy dla kotłów wodnorurowych [5] z tą różnicą, że po stwierdzeniu niezgodności w jednej z dwóch do- datkowo badanych spoin wymaga się zbadania wszyst- kich spoin z danej grupy oraz badań wykonywanych na uzgodnionym między stronami, ale jak najwcześniej- szym etapie wytwarzania. Wymóg taki pozwala wy- odrębnić spawaczy wykonujących spoiny niezgodne i podjąć odpowiednie środki, zanim liczba wykonanych spoin będzie duża. W każdym przypadku wystąpienia niezgodności w za- kresie zleconym do badania jednostka badająca powinna ująć w dokumentacji badań stwierdzone niezgodności. Decyzję co do trybu powiększenia zakresu badań nie- niszczących podejmuje wytwarzający. Kryteria akceptacji Kryteria akceptacji określone są szczegółowo w cyto- wanych wcześniej normach wyrobu [3÷5] i nie są tożsa- me. Różnice w poszczególnych standardach dotyczą nie tylko daty wydania normy określającej kryteria akcepta- cji, ale mogą obejmować także dodatkowe wymagania określone w formie tablic. Taką sytuację obrazuje Pn-En 13480-5:2011 [4], która w tabeli 8.4.1 – nDT Techniki, metody i kryteria akceptacji, przywołuje do badań wizu- alnych zgodnych z Pn-En 970:1999 [6] jako kryteria ak- ceptacji tabelę 8.4.2. Tabela 8.4.2 precyzuje który poziom jakości zgodnie z Pn-En ISO 5817:2009 [7] jest dopusz- czalny dla poszczególnych kategorii rurociągu i wnosi dodatkowe uwagi. Określa także jako nieakceptowane niezgodności, dla których Pn En-ISO 5817:2009 [7] jest mniej restrykcyjna lub ich nie ujmuje. należy pamiętać, że normy zapisane z datą wydania w normie wyrobu obo- wiązują, mimo że dostępne są nowsze wydania tej normy lub zostały one wycofane. W praktyce jednostki notyfikowanej UDT bardzo czę- stym przypadkiem są pomyłki w raportach dotyczących przyjętych do oceny kryteriów akceptacji. Jednostki badające, w raportach dotyczących np. badań wizu- alnych spoin rurociągów technologicznych wg Pn-En 13480-5:2012 [5], potwierdzają poziom jakości B spo- in zbadanych wg Pn-En ISO 5817:2009 [7]. W sytuacji rozszerzonych kryteriów akceptacji badań wizualnych stawianych przez Pn-En 13480-5:2012 [5] takie stwier- dzenie nie potwierdza wypełnienia wymagań i nie może być zaakceptowane. Także forma zapisu w raporcie musi jednoznacznie stwierdzać wypełnienie kryteriów akceptacji. Jeśli kryteria akceptacji zostały zapisane w formie szerszej, np. klasa 2 wg Pn-En 12517-1:2008 [8] i wymagania tabeli 6.6.4-1 Pn-En 13445-5 2009 [4], to w raporcie powinno być stwierdzenie o wypełnieniu tych wymagań w formie potwierdzenia lub zaprzeczenia. Często spotykanym błędem jest ocena odnosząca się do konkretnego radiogramu, dla której badacz potwier- dza w tym przypadku tylko spełnienie wymagań klasy 2 wg Pn-En 12517-1:2008 [8]. Aby uniknąć sytuacji zwrotu dokumentów, dobrą formą jest uzgodnienie formy raportu z wytwórcą urządzenia na etapie zlecenia czy wykony- wania badania. Zakres badań nieniszczących i szczegółowe kryteria akceptacji powinny być umieszczone na rysunku wyko- nawczym urządzenia czy elementu, bo taką dokumen- tacją dysponują działy produkcyjne, które często odpo- wiedzialne są za zamawianie usług w zakresie badań nieniszczących. Spotykana sytuacja parokrotnego po- wtarzania informacji dotyczącej zakresu badań i kryteriów akceptacji w opisach technicznych i innych elementach dokumentacji technicznej urządzenia także często jest powodem pomyłek. 120 Przegląd sPawalnictwa 12/2013 nioski normy zharmonizowane z dyrektywą PED wy- znaczają poziom minimalnych wymagań przy oce- nie zgodności urządzeń ciśnieniowych. Użycie norm stopniowo powiększa się wraz ze wzrostem świadomości wytwórców i wymaganiami rynku. Zakres badań nieniszczących urządzeń określony jest w poszczególnych normach wyrobów i z uwa- gi na różnice w konstrukcji tych grup urządzeń oraz inne uwarunkowania w każdej z nich określony jest odmiennie, szczególnie w przypadku elemen- tów mało obciążonych. Źródłem informacji o wy- maganym zakresie badań musi być zwalidowana dokumentacja projektowa urządzenia. Każda z norm ma inaczej sformułowane kryteria akceptacji, co może być przyczyną błędów przy omawianiu badań. Jakość dokumentacji urządzenia i precyzja określe- nia zakresu i warunków akceptacji badań nienisz- czących ma decydujący wpływ na możliwość popeł- nienia błędów w fazie wykonawczej badań. Raport z badań powinien jednoznacznie potwierdzać wy- pełnienie lub niewypełnienie kryteriów akceptacji. Uzgodnienie formy raportu na etapie badań może zmniejszyć liczby pomyłek i przyspieszyć realizację zlecenia. Literat ra [1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 97/23/WE z dnia 29 maja 1997 r. w sprawie zbliżenia przepisów prawnych państw członkowskich dotyczących urządzeń ciśnieniowych. [2] Evaluation of the Pressure Equipment Directive Final Report Octo- ber 2012 http://ec.europa.eu/enterprise/dg. [3] Pn-En 13445-5:2009 – nieogrzewane płomieniem zbiorniki ciśnie- niowe - Część 5: Kontrola i badania. [4] Pn-En 13480-5:2012 – Rurociągi przemysłowe metalowe - Część 5: Kontrola i badania. [5] Pn-En 12952-6:2011 – Kotły wodnorurowe i urządzenia pomocni- cze - Część 6. Badania podczas wytwarzania – sporządzanie doku- mentacji i znakowanie części ciśnieniowych kotłów. [6] Pn-En 970:1999 – Spawalnictwo – Badania nieniszczące złączy spawanych - Badania wizualne. [7] Pn-En ISO 5817:2009 Spawanie - Złącza spawane ze stali, niklu, tytanu i ich stopów (z wyjątkiem spawanych wiązką) - Poziomy ja- kości według niezgodności spawalniczych. [8] Pn-En 12517–1:2008 Badania nieniszczące spoin - Część 1: Oce- na złączy spawanych ze stali, niklu, tytanu i ich stopów na podsta- wie radiografii – Poziomy akceptacji. nast pnym n merze erzy Czechowski, a icja Pawełek, Krystyna arsz Podkładki ceramiczne do spawania nierdzewnych stali specjalnych w osłonie gazu obojętnego ojciech Czap ejewicz, dzisław Kondrat Spawanie stali Boron 27 w stanie zahartowanym. Dobór spoiwa i parametrów spawania an sz Cz chryj, adam Pi arczyk Urządzenie UKS do kontroli szczelności złączy spawanych za pomocą próby pęcherzykowej z przyssawką próżniową acek Słania, enryk arcinkiewicz, ari sz Kiełbik Technologia wykonywania konstrukcji osłony odzawałowej obudowy kopalnianej. Przygotowanie do spawania