Svařování a lepení plastů jsou důležité speciální technologické procesy při provádění nerozebíratelného spojování materiálů. Tyto mají charakteristické použití v technické praxi v závislosti na pracovních podmínkách a pracovním prostředí výrobku (zařízení).
Ing. Vladimír Kudělka, Ph.D.
Ing. Zdeněk Balej
Ing. Jan Opletal
TESYDO, s.r.o.
Terminologie
Svařování plastů – je trvalé, tj. nerozebíratelné spojení dílců svařence (konstrukce) svarovými spoji.
Lepení plastů – je trvalé, nerozebíratelné spojení dílců lepeného výrobku (konstrukce) lepenými spoji.
Metody svařování plastů – Provádí se: Svařování horkým plynem s přídavným materiálem a extruderem, Svařování horkým tělesem, Svařování elektrotvarovkou, Svařování PE horkým tělesem a elektrotvarovkou pro plynovodní a vodovodní potrubí, Svařování izolačních pásů (fólií). Souběžně je řešena i kvalifikace lepiče pro lepení plastů v souladu s normou ČSN 05 0705 a ČSN EN 13067.
Metody lepení plastů – Jsou to souběžné technologie při svařování plastů nerozebíratelnými spoji. Lepení je difuzní a adhesivní spojení materiálů pomocí různých druhů lepidel, v závislosti na pracovních podmínkách a pracovním prostředí lepených výrobků a konstrukcí.
Důležité prvky systému řízení kvality a výroby v souladu s níže uvedenými normami pro kvalitu a provádění technologického procesu svařování a lepení výrobků z plastů:
Požadavky kontraktu (smlouvy) – splnění požadavků na výrobek, jeho funkčnosti, bezpečnosti a trvanlivosti. Provádí se na základě občanského zákoníku mezi odběratelem a výrobcem (dodavatelem), s uvedením požadavků na provedení výrobku.
Kvalifikace výrobce – výrobce musí mít odpovídající vybavení a zařízení, zavedený (certifikovaný) systém řízení a kvality výroby, personál k provádění výrobků na různé úrovni, měřící, kontrolní a zkušební zařízení, zpracovanou odpovídající dokumentaci k provádění výrobků – konstrukční, výrobní, technologickou, kontrolní a zkušební, ev. montážní, včetně kritérií rizik pro provoz výrobků a návodu na provoz a diagnostiku i kontrolu výrobku při jeho provozu.
Konstrukční dokumentace a dimenze výrobku – je na úrovni sestavného výkresu a detailů dílců, rozpisky nebo kusovníku materiálu výrobku, statického nebo dalšího výpočtu, podle provozního namáhání a pracovních podmínek výrobku.
Výrobní postup (průvodka) s uvedením operací na výrobku a odsouhlasení jejich provedení se zpracovává pro dodržení předepsané kvality (celistvosti, tvaru, tolerance) pro správnou funkci výrobku a odpovídající dimenze (bezpečnosti a trvanlivosti) výrobku.
Svářečský personál a personál pro lepení – je na úrovni svářečský (lepičský) dozor dle ČSN EN ISO 14731, doplňkového kurzu specialisty svařování plastů a doplňkového kurzu specialistů lepení plastů, pracovník NDT a DT kontroly i zkoušení kvality svarových spojů (lepených spojů) dle ČSN EN ISO 9712, svářeč dle ČSN 05 0705, ČSN EN 13067, lepič (dle kurzu lepení v systému CWS ANB – EWF a IIW).
Personál pro kontrolu a zkoušení – jsou kvalifikovaní interní (externí) pracovníci firmy pro různé NDT kontroly a zkoušky na výrobku (konstrukci) dle ČSN EN ISO 9712, ČSN EN ISO 17635, ev. pro mechanické DT zkoušení i kontrolu dle níže uvedených norem.
Požadavky na kvalitu – je předepsaný souhrn požadavků na funkčnost, přesnost a celistvost výrobku i jeho bezpečnost a trvanlivost během předepsané doby provozu dle vybraných (odpovídajících) prvků kvality uvedených v ČSN EN ISO 3834-1 a 6, dále dle ČSN EN 13067, ČSN EN 13877, ČSN EN 15274, ČSN EN 15605, ČSN EN 1067, ČSN EN 2243-6 aj.
Postupy svařování plastů – WPS – jsou ověřené a kvalifikované postupy (pWPS) na základě NDT a DT zkoušek zkušebních kusů, např. dle ČSN P CEN/TS 16892, ČSN EN ISO 15607, ČSN EN ISO 13067, ČSN EN ISO 17635, ČSN EN 13100 aj. níže uvedených norem.
Postupy lepení plastů – BoPS – jsou ověřené a kvalifikované postupy (pBoPS) na základě NDT a DT zkoušek zkušebních kusů, např. dle ČSN EN ISO 15607, ČSN 05 0705, ČSN EN 13067, ČSN EN ISO 17635, ČSN EN 923, ČSN EN 13887, ČSN EN 15274, ČSN EN ISO 15605, ČSN EN 1067, ČSN EN 14814, ČSN EN 14680, ČSN EN 4106, ČSN EN 13887 aj. níže uvedených norem.
Kvalifikace postupů svařování plastů WPQR – jsou dokumenty a protokoly i certifikáty ze zkoušek zkušebních kusů a je to kvalifikační doklad svařovací metody podle WPS v souladu s ČSN EN 13067, ČSN P CEN/TS 16892, ČSN EN ISO 15607, ČSN EN 12814-8 aj. vystavený inspekčním orgánem nebo notifikovanou osobou.
Kvalifikace postupů lepení plastů BoPQR -jsou dokumenty a protokoly i certifikáty ze zkoušek zkušebních kusů a je to kvalifikační doklad lepící metody BoPS vystavený v souladu s kritérii uvedených v ČSN EN ISO 15607, ČSN EN 13067, dále podle ČSN EN 923, ČSN EN 13887, ČSN EN 15274, ČSN EN ISO 15605, ČSN EN 1067, ČSN EN 14814, ČSN EN 14680, ČSN EN 4106, ČSN EN 13887 aj. vystavený inspekčním orgánem nebo notifikovanou osobou.
Zařízení a vybavení (druhy, revize a periodické prohlídky) – jsou to svařovací zařízení, která jsou kontrolována i zkoušena revizním technikem (RT) z oboru elektrozařízení a elektro-údržbářem. Výstupním dokumentem je revizní zpráva a záznam o periodické kontrole potvrzený razítkem odborně způsobilé (kvalifikované) osoby (RT) dle předpisů SÚIP (TIČR).
Materiálová specifikace (základní a přídavné materiály, lepidla) – jsou to atesty (dokumenty kontroly) materiálů základních i přídavných (svařovacích) nebo lepících dle ČSN EN 10204.
Verifikace a validace procesu svařování a lepení – ověřování a schvalování postupů svařování a lepení se provádí na základě předpisu kvalifikace WPQR a BoPQR.
Kontroly a zkoušky před, v průběhu i po skončení svařování a lepení (NDT a DT) – NDT, vizuální a rozměrová, prozářením – rentgenem, ultrazvukem, těsnosti a tlaková, DT – tahem, ohybem a střihem.
Plastové výrobky a konstrukce z plastů se musí po provedení pravidelně kontrolovat NDT a DT metodami dle plánu kontrol a zkoušek, tj. i v závislosti na pracovních podmínkách a pracovním prostředí výrobku (zařízení), aby se předešlo jejich porušení při provozu. Pro NDT kontrolu musí být ve výrobní dokumentaci nebo v plánu kontrol a zkoušek předepsán stupeň kvality spoje a procentuální rozsah zkoušení všech typů spojů. Rozměrová kontrola a výrobní tolerance se musí rovněž hodnotit podle požadavku výrobní dokumentace.
Dokumentace k archivaci – svářečský deník, deník lepení, postupy svařování, postupy lepení, kvalifikační protokoly WPQR a BoPQR postupů WPS a BoPS, diplom (certifikát) svářečského dozoru, certifikát NDT pracovníka, kvalifikace DT pracovníka nebo zkušebny (laboratoře), certifikáty kvalifikace svářečů a lepičů, postup výroby, průvodka k operacím na výrobku, výkresová dokumentace – sestavný výkres, důležité detaily dílců výrobku, výpočet dimenze výrobku, kusovník nebo rozpiska materiálů pro výrobek, plán kontrol a zkoušek, protokoly z NDT a DT zkoušení, atesty (dokumenty kontroly) materiálů (svařovacích a lepících i základních) pro výrobek, prohlášení o shodě nebo o vlastnostech výrobku.
Svařované a lepené spoje musí být zhotoveny tak, aby vždy vyhovovaly požadovaným rozměrovým tolerancím a úchylkám tvaru a polohy dle ČSN EN ISO 13920 – všeobecné tolerance svařovaných konstrukcí, tj. délkové a úhlové rozměry, rovněž tvar a poloha (A,B,C,D,E,F,G,H), ČSN ISO 2768-1 jsou nepředepsané mezní úchylky délkových a úhlových rozměrů (f,m,c,v) a ČSN ISO 2768-2 jsou nepředepsané geometrické tolerance (H,K,L) výrobků (konstrukcí, dílců, technických zařízení aj.). Kvalita provedení svarových a pájených spojů je základem technické bezpečnosti výrobku. Kontrola NDT a DT je pro technickou bezpečnost, spolehlivost a životnost svarových a pájených spojů nezbytná.
Související normy:
ČSN EN ISO 3834-1 až 6 – Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů, tj. s aplikací na plasty.
Využití prvků kvality pro oblast svařování a lepení plastů
ČSN EN ISO 14731 – Úkoly a odpovědnosti svářečského dozoru, inspektora.
Kvalifikace je doplněna kurzem svářečského dozoru – specialisty pro plasty dle TPC CWS ANB
ČSN EN ISO 9712 – Nedestruktivní zkoušení. Kvalifikace a certifikace pracovníků nedestruktivního zkoušení. Všeobecné zásady
ČSN EN ISO 17635 – Nedestruktivní zkoušení svarů. Obecná pravidla pro kovové materiály.
ČSN EN ISO 17637 – Nedestruktivní zkoušení svarů. Vizuální kontrola
ČSN EN ISO/IEC 17020 – Posuzování shody. Všeobecná kritéria pro činnost různých typů orgánů provádějících inspekci
ČSN EN ISO 13920 – Svařování. Všeobecné tolerance svařovaných konstrukcí. Délkové a úhlové rozměry. Tvar a poloha
ČSN ISO 2768-1 – Všeobecné tolerance. Nepředepsané mezní úchylky délkových a úhlových rozměrů
ČSN ISO 2768-2 – Všeobecné tolerance. Nepředepsané geometrické tolerance
ČSN EN 13018 – Nedestruktivní zkoušení. Vizuální kontrola. Všeobecné zásady
ČSN EN 10204 – Kovové výrobky. Druhy dokumentů kontroly. (Aplikace na plasty)
ČSN 05 0705 – Zaškolení pracovníků a základní kurzy svářečů
ČSN EN 13067 – Personál pro svařování plastů. Zkoušky odborné způsobilosti svářečů. Svařování spojů z termoplastů. /Souvisí s Doc. EWF No. 581-01 a TPB 101 CWS ANB/. Provádí se zkoušky: Modul M1 – Svařování horkým plynem s přídavným materiálem a extruderem, M2 – Svařování horkým tělesem, M3 – Svařování elektro-tvarovkou, M4 – Svařování PE horkým tělesem a elektro-tvarovkou pro plyno-vodní a vodovodní potrubí, M5 – Svařování izolačních pásů (fólií). Souběžně je řešena i kvalifikace lepiče pro lepení plastů v souladu s touto normou
ČSN P CEN/TS 16892 – Svařování termoplastů. Specifikace svařovacích postupů
ČSN 05 0010 – Svařování. Názvosloví svařování plastů
ČSN EN 1778 – Charakteristické hodnoty pro svařované konstrukce z termoplastů. Stanovení dovoleného namáhání a modulů pro navrhování svařovaných dílů z termoplastů
ČSN EN ISO 472 – Plasty. Slovník
ČSN EN ISO 1043-1 – Plasty. Značky a zkratky. Základní polymery a jejich zvláštní charakteristiky
ČSN EN ISO 11469 – Základní identifikace a označování výrobků z plastů
ČSN 64 0007 – Plasty. Metody statistického zpracování výsledků dlouhodobých zkoušek mechanických vlastností
ČSN 64 0011 – Plasty. Plastové výrobky. Technické předpisy
ČSN 64 0090 – Plasty. Skladování výrobků z plastů
ČSN EN ISO 3915 – Plasty. Měření odporu vodivých plastů
ČSN EN ISO 22007-1 – Plasty. Stanovení tepelné vodivosti a rozptylu tepla. Obecné principy
ČSN EN ISO 306 – Plasty. Termoplasty. Stanovení teploty měknutí dle Vicata (VST)
ČSN 64 0526 – Zkoušení plastů. Stanovení součinitele tepelné vodivosti
ČSN 64 0528 – Plasty. Stanovení koeficientu délkové teplotní roztažnosti
ČSN EN ISO 527-1 – Plasty. Stanovení tahových vlastností. Obecné principy
ČSN EN ISO 527-2 – Plasty. Stanovení tahových vlastností. Zkušební podmínky pro tvářené plasty
ČSN EN ISO 527-3 – Plasty. Stanovení tahových vlastností. Zkušební podmínky pro fólie a desky
ČSN EN ISO 527-4 – Plasty. Stanovení tahových napětí. Zkušební podmínky pro izotropní a ortotropní plastové kompozity vyztužené vlákny
ČSN EN ISO 527-5 – Plasty. Stanovení tahových vlastností. Zkušební podmínky pro plastové kompozity vyztužené jednosměrnými vlákny
ČSN EN ISO 604 – Plasty. Stanovení tlakových vlastností
ČSN EN ISO 178 – Plasty. Stanovení ohybových vlastností
ČSN 64 0603 – Zkoušení plastů. Zkouška tahem trubek a tyčí z plastů
ČSN 64 0604 – Zkoušení plastů. Zkouška tahem fólií z plastů
ČSN 64 0605 – Zkoušení plastů. Zkouška tahem plastů
ČSN 64 0606 – Zkoušení plastů. Zkouška tlakem
ČSN 64 0607 – Plasty. Ohybová zkouška
ČSN 64 0608 – Zkoušení plastických hmot. Ohybová zkouška tuhých plastických hmot na přístroji Dynstat
ČSN 64 0609 – Zkoušení plastů. Stanovení smrštění smrštitelných fólií
ČSN 64 0610 – Zkoušení plastů. Stanovení rozměrové stálosti fólií
ČSN 64 0611 – Zkoušení plastických hmot. Stanovení rázové a vrubové houževnatosti plastických hmot metodou Dynstat
ČSN 64 0612 – Plasty. Stanovení rázové a vrubové houževnatosti metodou Charpy
ČSN 64 0614 – Zkoušení plastů. Stanovení modulu pružnosti ze zkoušky tahem, tlakem a ohybem
ČSN 64 0615 – Zkoušení plastů. Metoda stanovení mechanických dynamických vlastností pomocí volných torzních kmitů
ČSN EN ISO 179-1 – Plasty. Stanovení rázové houževnatosti metodou Charpy. Neinstrumentovaná rázová zkouška
ČSN EN ISO 6383-1 – Plasty. Fólie a desky. Stanovení odolnosti proti dalšímu trhání. Metoda Trouser
ČSN EN ISO 6383-2 – Plasty. Fólie. Stanovení odolnosti proti dalšímu trhání. Elmendorfova metoda
ČSN EN ISO 6721-1 – Plasty. Stanovení dynamických mechanických vlastností. Obecné principy
ČSN EN ISO 180 – Plasty. Stanovení rázové houževnatosti metodou Izod
ČSN 64 0618 – Zkoušení plastů. Únava při kmitavém namáhání
ČSN EN ISO 2039-1 – Plasty. Stanovení tvrdosti. Metoda vtlačením kuličky
ČSN EN ISO 2039-2 – Plasty. Stanovení tvrdosti. Tvrdost podle Rockwella
ČSN 64 0620 – Plasty. Stanovení teploty křehnutí při ohybu
ČSN EN ISO 899-1 – Plasty. Stanovení creepového chování. Creep v tahu
ČSN EN ISO 899-2 – Plasty. Stanovení creepového chování. Creep v ohybu při tříbodovém zatížení
ČSN EN ISO 868 – Plasty a ebonit. Stanovení tvrdosti vtlačováním hrotu tvrdoměru (tvrdost Shore)
ČSN EN ISO 8256 – Plasty. Stanovení rázové houževnatosti v tahu
ČSN EN ISO 6603-1 – Plasty. Stanovení chování tuhých plastů při vícerém rázovém namáhání. Neinstrumentovaná rázová zkouška
ČSN 64 0662 – Zkoušení plastů. Stanovení pevnosti ve smyku mezi vrstvami vyztužených plastů
ČSN 05 6822 – Svařování. Zkoušky svarových spojů plastů ohybem
ČSN 05 6823 – Zkouška svarových spojů plastů ohýbáním
ČSN EN 14728 – Vady svarů termoplastů. Klasifikace
ČSN EN 16296 – Vady svarových spojů termoplastů. Určování stupňů kvality
ČSN EN 13100-1 – Nedestruktivní zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Vizuální kontrola
ČSN EN 13100-2 – Nedestruktivní zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkoušení rentgenovým zářením
ČSN EN 13100-3 – Nedestruktivní zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkoušení ultrazvukem
ČSN EN 13100-4 – Nedestruktivní zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkouška vysokým napětím
ČSN EN 12814-1 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkouška ohybem
ČSN EN 12814-2 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkouška tahem
ČSN EN 12814-3 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkouška dlouhodobého namáhání v tahu
ČSN EN 12814-4 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Odlupovací zkouška
ČSN EN 12814-5 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Makroskopická zkouška
ČSN E 12814-6 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkouška tahem při nízkých teplotách
ČSN EN 12814-7 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Zkouška v tahu na zkušebních tělískách s vrubem
ČSN EN 12814-8 – Zkoušení svarových spojů polotovarů z termoplastů. Požadavky
ČSN EN 12573-1 – Svařované stabilní beztlakové nádrže (tanky) z termoplastů. Všeobecné zásady
ČSN EN 12573-2 – Svařované stabilní beztlaké termoplastické nádoby. Výpočet svislých válcových nádrží
ČSN EN 12573-3 – Svařované stabilní beztlakové termoplastické nádoby. Návrh a výpočet svislých jednovrstvých pravoúhlých nádob
ČSN EN 12573-4 – Svařované stabilní beztlakové termoplastické nádoby. Návrh a výpočet přírubových spojení
ČSN EN 13575 – Termoplastické nádrže vyráběné z polyetylénu tvářeného ve vyfukovací nebo rotační formě. Nadzemní nádrže pro skladování chemikálií. Požadavky na zkušební metody
ČSN EN 923 – Lepidla. Termíny a definice
ČSN EN 13887 – Konstrukční lepidla. Směrnice pro přípravu povrchu kovů a plastů před lepením
ČSN EN 15870 – Lepidla. Stanovení pevnosti tupých spojů v tahu
ČSN EN 10363 – Tavná lepidla. Stanovení tepelné stability
ČSN EN ISO 9142 – Lepidla. Zkušební metoda pro hodnocení rázové pevnosti lepených spojů ve smyku
ČSN EN 28510-1 a 2 – Lepidla. Zkouška v odlupování zkušebního tělesa z ohebného a tuhého adherendu. Část 1: Odlupování pod úhlem 90⁰. Část 2: Odlupování pod úhlem 180⁰.
ČSN EN ISO 9142 – Lepidla. Směrnice k výběru laboratorních podmínek stárnutí pro hodnocení lepených spojů
ČSN EN 924 – Lepidla. Rozpouštědlová a bezrozpouštědlová lepidla. Stanovení bodu vzplanutí
ČSN EN 542 – Lepidla. Stanovení hustoty
ČSN EN 1464 – Lepidla. Stanovení odolnosti lepených spojů proti odlupování. Metoda kontinuálního navíjení
ČSN EN ISO 10363 – Tavná lepidla. Stanovení tepelné stability
ČSN EN 1238 – Lepidla. Stanovení bodu měknutí termoplastických lepidel (metoda kroužek a kulička)
ČSN EN 12962 – Lepidla. Stanovení elastického chování kapalných lepidel (index elasticity)
ČSN EN ISO 14678 – Lepidla. Stanovení odolnosti vůči tečení (vytékání ze slepu)
ČSN EN ISO 11343 – Lepidla. Stanovení dynamické odolnosti vysoce pevných slepů vůči štípání rázem. Metoda štípání rázem pomocí klínu
ČSN EN 12701 – Strukturní lepidla. Skladování. Definice termínů vztahujících se k době zpracovatelnosti strukturních lepidel a příbuzných materiálů
ČSN EN ISO 11339 – Lepidla. T-zkouška v odlupování lepených sestav z ohebných adherendů
ČSN EN 1966 – Konstrukční lepidla. Charakterizace povrchu měřením adheze tříbodovou ohybovou zkouškou
ČSN EN 14022 – Strukturní lepidla. Stanovení doby zpracovatelnosti vícesložkových lepidel
ČSN EN 14869-1 – Konstrukční lepidla. Stanovení smykového chování lepených konstrukčních spojů. Torzní metoda zkoušení používající natupo slepené duté válce
ČSN EN 14869-2 – Konstrukční lepidla. Stanovení smykového chování lepených konstrukčních spojů. Stanovení smykového chování lepených konstrukčních spojů. Smyková zkouška na adherendech větší tloušťky
ČSN EN 14258 – Konstrukční lepidla. Mechanické chování slepů po krátkodobém vystavení určené teplotě
ČSN EN 14444 – Konstrukční lepidla. Kvalitativní hodnocení trvanlivosti slepených sestav. Zkouška porušení slepu klínem
ČSN EN 15274 – Konstrukční lepidla pro všeobecné použití. Požadavky a metody zkoušení
ČSN EN ISO 15605 – Lepidla. Vzorkování
ČSN EN 1067 – Lepidla. Posouzení a příprava vzorků před zkoušením
ČSN EN ISO 15908 – Lepidla pro termoplastické potrubní systémy. Metoda zkoušení pro stanovení tepelné stability lepidel
ČSN EN ISO 9311-1 – Lepidla pro potrubní systémy z termoplastů. Stanovení vlastností filmu
ČSN EN ISO 9311-2 – Lepidla pro potrubní systémy z termoplastů. Stanovení pevnosti ve smyku
ČSN EN ISO 9311-3 – Lepidla pro termoplastické potrubní systémy. Stanovení odolnosti vůči vnitřnímu přetlaku
ČSN EN 14680 – Lepidla pro beztlakové potrubní systémy z termoplastů. Specifikace
ČSN EN 15336 – Lepidla. Stanovení doby do porušení lepených spojů při statickém zatížení
ČSN EN 14814 – Lepidla pro tlakové potrubní systémy z termoplastů pro rozvod tekutin. Specifikace
ČSN EN 2243-1 – Nekovové materiály. Konstrukční lepidla. Zkušební metody. Smyk jednoduše přeplátovaných spojů
ČSN EN 2243-5 – Konstrukční lepidla. Zkušební metody. Zkoušky stárnutí
ČSN EN 2243–6 – Nekovové matriály. Konstrukční lepidla. Zkušební metody. Stanovení smykového napětí a poměrného posunutí
ČSN EN 4106 – Nekovové materiály. Systém konstrukčních lepidel. Nanášení lepidla. Technické specifikace
Systém kvality provádění kvalifikací svářečů plastů a lepičů plastů je dán požadavky ČSN EN ISO/IEC 17024, systém kvality provádění nedestruktivních i destruktivních zkoušek je dán požadavky ČSN EN ISO/IEC 17025. Zkoušky jsou předepisovány v dokumentaci projektantem nebo konstruktérem na základě požadavku výrobkových a harmonizovaných nebo technicky určených norem v souladu se zákonem č. 90/2016 Sb., zák. č. 91/2016 Sb. i zák. č. 22/1997 Sb. ve znění pozdějších předpisů a právně-technickými předpisy, tj. Nařízeními vlády ČR (EU Směrnicemi ES, EHS, EC, EU, NEPR).
