201207_PSpaw.pdf 15Przegląd sPawalnictwa 7/2012 Ryszard Pakos Kwalifikowanie spawaczy stali wg PN-eN 287-1:2011 i norm międzynarodowych steel welders qualification requirements  acc. to Pn-en 287-1:2011 and international standards Dr inż. Ryszard Pakos – Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie. Streszczenie W artykule przedstawiono aktualne wymagania przy egzaminowaniu spawaczy wykonujących konstrukcje stalowe na podstawie wytycznych europejskiej normy PN-EN 287-1:2011. Omówiono też kolejną wersję normy międzynarodowej ISO/DIS 9606-1:2010, mającej wkrót- ce zastąpić normę PN-EN 287-1. abstract The paper presents the current requirements in welders qualification verification for steel structures per- forming based on the guidelines of the European Stan- dard PN-EN 287-1:2011. Additionally, it is presented another version of the international standard ISO / DIS 9606-1:2010, having in the near future to replace the standard PN-EN 287-1. Wstęp Nadawanie spawaczom uprawnień następu- je po sprawdzeniu ich umiejętności i wiedzy, zgodnie z: PN-EN 287-1 – Egzamin kwalifikacyjny spawaczy. Spawanie. Część 1. Stale i normy serii PN-EN ISO 9606 - Egzaminowanie spawaczy. Spawanie m.in: – PN-EN ISO 9606-2 Egzamin kwalifikacyjny spawa- czy. Spawanie. Część 2 Aluminium i stopy alumi- nium, – PN-EN ISO 9606-3 Egzamin kwalifikacyjny spawa- czy. Spawanie. Część 3 Miedź i stopy miedzi, – PN-EN ISO 9606-4 Egzamin kwalifikacyjny spawa- czy. Spawanie. Część 4 Nikiel i stopy niklu, – PN-EN ISO 9606-5 Egzamin kwalifikacyjny spawa- czy. Spawanie. Część 5 Tytan i stopy tytanu, cyrkon i stopy cyrkonu. Europejska norma EN 287-1, dotycząca egza- minowania spawaczy stali, ma już ponad 20 lat. Ustanowiona została 21 lutego 1992 r., a następnie przyjęta Uchwałą z 11 sierpnia 1998 r. przez Polski Ko- mitet Normalizacyjny, i weszła do praktyki spawalniczej 1 stycznia 2000 r. [1]. W ostatnich latach w Komitetach Technicznych Mię- dzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO), jak również w Europejskim Komitecie Normalizacyjnym (CEN), podjęto prace zmierzające do wprowadzenia zmian do norm na egzaminowanie spawaczy stali. Członkowie Komitetu Technicznego Europejskie- go Komitetu Normalizacyjnego (CEN) mając na uwa- dze ujednolicenie przepisów dotyczących kwalifiko- wania spawaczy nie tylko w Unii Europejskiej, szukali kompromisu wzorując się na projekcie międzynaro- dowej normy ISO 9606-1. W ostatnich latach do norm ISO 9606-1 i EN 287-1 wprowadzono istotne zmiany. Członkowie Komitetów Technicznych ISO, jak rów- nież CEN, prowadzili intensywne działania nad opra- cowaniem wspólnej wersji normy na egzaminowanie spawaczy stali, z jednakowym numerem 9606-1. W 2002 r. opublikowano projekty końcowe obydwóch norm, jednak ze względu na odmienne stanowisko Stanów Zjednoczonych w ISO nie doszło do osta- tecznego ustanowienia wspólnej normy. Od 2 stycz- nia 2004 r. zobowiązano wszystkie kraje członkow- skie CEN do wprowadzenia w życie znowelizowanej normy europejskiej EN 287-1: 2004. W Polsce jej odpowiednikiem była norma PN-EN 287-1:2005 (U). 16 lutego 2007 została zatwierdzona przez Pre- zesa PKN krajowa norma PN-EN 287-1:2007, w której uwzględniono poprawkę do normy AC:2004 oraz zmianę A2:2006. 16 Przegląd sPawalnictwa 7/2012 Od 2 grudnia 2011 r. zatwierdzono kolejną wer- sję normy, która zastępuje PN-EN 287-1:2011 i jest zharmonizowana z dyrektywą 97/23/EC\2009/105/ EC. Aktualna norma (przedstawiona na 40 stronach) podaje zestaw warunków technicznych egzaminu spawacza, umożliwiających akceptację jego umie- jętności niezależnie od rodzaju wyrobu, lokalizacji i egzaminatora lub jednostki egzaminującej. Opisuje warunki odnoszące się do metod spawania uznanych za procesy ręczne i częściowo zmechanizowane. W 2010 r. opublikowano również kolejną wersję projektu międzynarodowej normy ISO/DIS 9606- -1:2010, która jest zbliżona do normy europejskiej 287-1, jednak pewne istotne różnice między nimi nie doprowadziły do akceptacji przez Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN). Znawcy tego problemu twier- dzą, że w ciągu roku dojdzie do porozumienia i nor- ma PN-EN 287 zostanie wycofana i zastąpiona nor- mą PN-EN ISO 9606-1. Historię międzynarodowej i europejskiej normy do- tyczącej kwalifikowania spawaczy stali przedstawiono na rysunku 1. Wybrane zmiany w PN-EN 287-1:2011 Procesy spawania [3] 111 ręczne spawanie łukowe; 114 spawanie łukowe samoosłonowym łukiem prosz- kowym; 121 spawanie łukiem krytym jednym drutem elektro- dowym; 125 spawanie łukiem krytym drutem proszkowym; 131 spawanie elektrodą metalową w osłonie gazów obojętnych (spawanie metodą MIG); 135 spawanie elektrodą metalową w osłonie gazów aktywnych (spawanie metodą MAG); 136 spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego dru- tem proszkowym; 138 spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazu aktywnego drutem proszkowym o rdzeniu me- talicznym; 141 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych (spawanie metodą TIG); 142 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego bez dodatku spoiwa; 143 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego z dodatkiem drutu lub pręta proszkowego; 145 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego z udziałem gazów redukują- cych i dodatkiem litego drutu lub pręta; 15 spawanie plazmowe; 311 spawanie acetylenowo-tlenowe. Zwykle na każdym egzaminie ocenia się tylko jeden proces spawania. Zmiana procesu spawania wymaga nowego egzaminu kwalifikacyjnego. Omawiana norma dopuszcza jednak pewne wyjątki: – zmiany drutu litego S (proces 135) na drut M z rdze- niem metalicznym (proces 138) lub odwrotnie – nie wymagają nowego egzaminu; – spawanie metodami 141, 143 lub 145 jest ważne dla procesów spawania 141, 142, 143 i 145; – proces spawania 142 dotyczy tylko tej metody. typ spoiny Wprowadzono nowe kryteria dotyczące egzamino- wania i kwalifikowania złączy ze spoiną czołową i pa- chwinową: – zdany egzamin na spoiny czołowe nie daje upraw- nień na spoiny pachwinowe lub odwrotnie; – jeśli spawacz zdał egzaminy spoinę czołową, może wykonać uzupełniające złącze egzaminacyjne Rys. 1. Przebieg prac CEN i ISO nad wspólną normą [1] Fig. 1. The course of the work of CEN and ISO on a common standard [1] 17Przegląd sPawalnictwa 7/2012 ze spoiną pachwinową. Grubość blach powinna wynosić min. 10 mm, a spawanie powinno się wy- konać jednym ściegiem w pozycji spawania PB. Uzupełniające złącze egzaminacyjne uprawnia do wykonywania wszystkich spoin pachwinowych w zakresie kwalifikowania spoiny czołowej. Pozycje spawania Zgodnie z nową wersją EN ISO 6947:2011 Spa- wanie i procesy pokrewne, wprowadzono dwa nowe oznaczenia dla pozycji spawania. tj.: – pozycja PH – spawanie rury z dołu do góry (dotych- czas pozycja PF); – pozycja PJ – spawanie rury z góry na dół (dotych- czas pozycja PG). Wynikający stąd zakres kwalifikacji dla pozycji spa- wania przedstawiono w tablicy I. Warunki spawania Egzamin kwalifikacyjny spawacza powinien być przeprowadzony wg pWPS lub WPS, przygotowanych zgodnie z EN ISO 15609-1 lub EN ISO 15609-2. Wy- magana grubość spoiny pachwinowej złącza egzami- nacyjnego musi być określona w pWPS lub WPS, sto- sowanej dla tego egzaminu. Powinny być zastosowane następujące warunki spawania: – czas spawania złącza egzaminacyjnego powinien odpowiadać czasowi spawania w typowych warun- kach produkcyjnych; – złącze egzaminacyjne powinno mieć co najmniej jedno przerwanie spawania i jedno ponowne rozpoczęcie w ściegu warstwy graniowej i warstwy licowej i powinno być zidentyfikowane w badanej długości złącza; – spawacz powinien mieć możliwość usuwania drob- nych niezgodności spawalniczych przez szlifowa- nie. Wyłączona(e) jest/są ściegi warstwy licowej. Można szlifować tylko początek i koniec. Powinien uzyskać zgodę egzaminatora lub jednostki egza- minującej. – z każdej obróbki cieplnej, która jest wymagana w pWPS lub WPS, można zrezygnować na odpo- wiedzialność wytwórcy. Wymagania dotyczące złączy egzaminacyjnych Wymagania dotyczące akceptacji niezgodności spawalniczych wykrytych metodami badania we- dług omówionej normy powinny, chyba że określono inaczej, być ocenione zgodnie z EN ISO 5817. Spa- wacz uzyskuje uprawnienia, jeśli niezgodności spa- walnicze mieszczą się na poziomie jakości B według EN ISO 5817, z wyjątkiem następujących niezgodno- ści spawalniczych: nadlewu spoiny (spoina czołowa), nadlewu spoiny (spoina pachwinowa), nadmiernej grubości spoiny pachwinowej, wycieku, niewłaściwe- go brzegu spoiny i podtopień, dla których należy za- stosować poziom jakości C. Z treści tego akapitu zostały skreślone wymaga- nia występujące w poprzedniej wersji normy EN 287- :1:2006: „Wymagania h ≤ t nie stosuje się dla podto- pienia. Podtopienie nie powinno przekraczać 0,5 mm. Przesunięcie kątowe nie jest stosowane w przypadku egzaminu kwalifikacyjnego spawacza.” tablica I. Zakres oceny uprawnień spawacza dla pozycji spawania [3] table I. The range of qualifications for the welder in different position welding [3] Pozycja spawania złącza próbnego Zakres kwalifikacji a PA PB b PC PD b PE PF (blacha) PH (rura) PG (blacha) PJ (rura) H-L045 J-L045 PA X X - - - - - - - - - PB b X X - - - - - - - - - PC X X X - - - - - - - - PD b X X X X X X - - - - - PE X X X X X X X - - - - PF (blacha) X X - - - X - - - - - PH c (rura) X X - X X X X - - - - PG (blacha) - - - - - - - X - - - PJ c (rura) X X - X X - - X X - - H-L045 X X X X X X X - - X - J-L045 X X X X X - - X X - X a Dodatkowo powinny być przestrzegane wymagania 5.3 i 5.4 (p. norma) b Pozycje spawania PB i PD są stosowane tylko dla spoin pachwinowych (p. 5.4.b) i mogą służyć do kwalifikacji tylko w innych pozycjach spawania (p. norma) c Pozycja spawania PH na rurze obejmuje pozycje spawania PE, PF i PA. Pozycja spawania PJ na rurze obejmuje pozycje spawania PA, PG i PE (p. norma) Opis: X – wskazuje te pozycje, do spawania których spawacz jest uprawniony; – wskazuje te pozycje, do spawania których spawacz nie jest uprawniony. 18 Przegląd sPawalnictwa 7/2012 Wybrane zmiany w projekcie ISO/DIS 9606-1:2010 Procesy spawania 111 spawanie łukowe elektrodą otuloną; 114 spawanie łukowe samoosłonowym drutem proszkowym; 121 spawanie łukiem krytym jednym drutem elektro- dowym; 125 spawanie łukiem krytym drutem proszkowym; 131 spawanie elektrodą metalową w osłonie gazów obojętnych (spawanie MIG); 131-D spawanie metodą MIG, zwarciowe przechodze- nie metalu; 131-G spawanie metodą MIG, kroplowe przechodze- nie metalu; 131-S spawanie metodą MIG, natryskowe przecho- dzenie metalu; 135 spawanie elektrodą metalową w osłonie gazów aktywnych (spawanie MAG); 135-D spawanie metodą MAG, zwarciowe przecho- dzenie metalu; 135-G spawanie metodą MAG, kroplowe przechodze- nie metalu; 135-S spawanie metodą MAG, natryskowe przecho- dzenie metalu; 136 spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego drutem proszkowym; 136-D spawanie drutem proszkowym w osłonie aktyw- nego gazu, zwarciowe przechodzenie metalu; 136-G spawanie drutem proszkowym w osłonie aktyw- nego gazu, kroplowe przechodzenie metalu; 136-S spawanie drutem proszkowym w osłonie aktyw- nego gazu, natryskowe przechodzenie metalu; 138-D spawanie drutem proszkowym o rdzeniu meta- licznym, zwarciowe przechodzenie metalu; 138-G spawanie drutem proszkowym o rdzeniu meta- licznym, kroplowe przechodzenie metalu; 138-S spawanie drutem proszkowym o rdzeniu meta- licznym, natryskowe przechodzenie metalu; 141 spawanie elektrodą wolframową w osłonie ga- zów obojętnych (spawanie TIG); 142 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego bez dodatku spoiwa; 143 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego z dodatkiem drutu lub pręta prosz- kowego; 145 spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazu obojętnego z udziałem gazów redukujących i dodatkiem litego drutu lub pręta; 15 spawanie plazmowe; 311 spawanie acetylenowo – tlenowe. Jeśli spawacz zdaje egzamin ze zwarciowego przechodzenia metalu (metody 131, 135 i 138), to ocena obejmuje również inne metody przechodzenia metalu przez łuk, lecz nie odwrotnie. W normie nie podano jednak granicznych parame- trów prądowych (natężenie prądu spawania, napięcie łuku) w celu rozgraniczenia obszarów przechodzenia metalu. Komplikuje to egzamin spawacza, gdyż bez dodatkowego oprzyrządowania na egzaminie nie- jednokrotnie trudno będzie określić sposób przejścia metalu elektrody. Materiały dodatkowe do spawania Norma wprowadza zasadniczą zmianę w stosun- ku do obecnego systemu oceny uprawnień spawa- czy. W normach europejskich i międzynarodowych zakres kwalifikowania przyporządkowano materiałowi tablica II. Materiały dodatkowe do spawania [1] table II. The filler metal grouping system [1] Grupa Materiał dodatkowy do spawania Stosowanye normy FM1 stale niestopowe i drobnoziarniste ISO 2560, ISO 14341, ISO 636, ISO 14171, ISO 17632 FM2 stale o wysokiej wytrzymałości ISO 18275, ISO 16834, ISO 26304, ISO 18276 FM3 stale odporne na pełzanie Cr < 3,75% ISO 3580, ISO 21952, ISO 24598, ISO 17634 FM4 stale odporne na pełzanie 3,75 ≤ Cr ≤ 12% ISO 3580, ISO 21952, ISO 24598, ISO 17634 FM5 stale nierdzewne i żaroodporne ISO 3581, ISO 14343, ISO 17633 FM6 nikiel i stopy niklu ISO 14172, ISO 18274 tablica III. Zakres kwalifikacji materiałów dodatkowych do spawa- nia [1] table. III. The range of qualifications for welding with different filler metal [1] Spoiwo stosowane podczas egzaminu Zakres kwalifikacji FM1 FM2 FM3 FM4 FM5 FM6 FM1 X X - - - - FM2 X X - - - - FM3 X X X - - - FM4 X X X X - - FM5 - - - - X - FM6 - - - - X X Opis X – wskazuje materiały dodatkowe, do spawania którymi spawacz musi zdobyć uprawnienia. - – wskazuje te materiały dodatkowe, do spawania którymi spawacz nie jest kwalifikowany. FM1 – stale niestopowe i drobnoziarniste; FM2 – stale o wysokiej wytrzymałości FM3 – stale odporne na pełzanie Cr < 3,75%; FM4 – stale odporne na pełzanie 3,75 ≤ Cr ≤ 12% FM5 – stale nierdzewne i żaroodporne; FM6 – nikiel i jego stopy 19Przegląd sPawalnictwa 7/2012 Podsumowanie Przedstawione w artykule zmiany zasad eg- zaminowania spawaczy w nowej normie PN-EN 287--1:2011 i w projekcie normy międzynarodowej ISO/DIS 9606-1:2010 sygnalizują tylko najistotniej- sze nowości. Obecnie obowiązuje norma PN-EN 287-1, ale wkrótce zostanie ona wycofana, stąd też warto już teraz przygotować się do zmian wynika- jących z normy 9601-1. Do najważniejszych zmian w normie międzynarodowej należy zaliczyć: – ocenę charakteru przejścia metalu przez łuk spa- walniczy; Literatura [1] Kurpisz B.: Zmiany zasad egzaminowania spawaczy stali w nowej normie PN-EN 287-1: 2011 i projekcie normy mię- dzynarodowej ISO/DIS 9606-1:2010. Materiały szkoleniowe. Instytut Spawalnictwa. Gliwice 2011. [2] Pakos R.: Kwalifikowanie spawaczy stali w oparciu o wymaga- nia norm europejskich i międzynarodowych. Przegląd Spawal- nictwa Nr 6/2007. – wprowadzenie nowego systemu doboru materia- łów dodatkowych, będącego podstawą zakresu kwalifikacji (zamiast dotychczasowego sposobu wynikającego z materiału podstawowego); – ocenę uprawnień w zależności od temperatury wstępnego podgrzania złączy egzaminacyjnych. [3] PN-EN 287-1:2011: Egzamin kwalifikacyjny spawaczy. Spa- wanie. Część 1: Stale. podstawowemu, stosowanemu do wykonania złą- cza egzaminacyjnego. Nowa norma ISO/DIS 9606- 1:2010 za podstawę zakresu kwalifikacji przyjmuje materiał dodatkowy zastosowany do spawania złącza egzaminacyjnego. Wprowadza także nowy system doboru materiałów dodatkowych do spawania, ujęty w tablicy II. W materiałach dodatkowych dla elektrod otulonych wprowadzono też dodatkowe oznaczenia powiązane z PN-EN ISO 2560 (wg wytrzymałości na rozciąganie): 03 otulina rutylowo-zasadowa 10 otulina celulozowa 11 otulina celulozowa 12 otulina rutylowa 13 otulina rutylowa 14 otulina rutylowa z proszkiem żelaza 15 otulina zasadowa 16 otulina zasadowa 18 otulina zasadowa z proszkiem żelaza 19 otulina ilmenitowa 20 otulina z tlenku żelaza 24 otulina rutylowa z proszkiem żelaza 27 otulina z tlenku żelaza i proszkiem żelaza 28 otulina zasadowa z proszkiem żelaza 45 otulina zasadowa 48 otulina zasadowa przeglad Welding technology re iew www.pspaw.ps.pl