Tento dokument uvádí příklad zpracování instrukce na provádění vizuální kontroly svarových spojů a jejich svarových ploch. Poskytuje tak praktický náhled do problematiky provádění vizuální kontroly pro projektanty, konstruktéry, technology, ale i svářeč, páječe a operátory svařování.

Ing. Vladimír Kudělka, Ph.D., Ing. Pavla Nejtková, Ing. Jan Opletal
TESYDO, s.r.o.

Vizuální kontrola je klíčovou kontrolou, kterou lze s nízkými náklady (ve srovnání s ostatními NDT) provádět a při tom lze, pokud se provádí dle požadavku daného projektantem/ konstruktérem a příslušných firemních instrukcí, předejít mnoha problémům v zajištění kvality svarových spojů. Konstruktér si samozřejmě musí uvědomit, že předepsání jakékoliv kontroly je činnost neproduktivní, přinášející jen náklady a musí velmi dobře zvážit předepisování kontrol. Předepisování kontroly rozměru svaru v rozsahu 100% všech svarů a všech výrobků je běžnou chybou konstruktérů. Svary nenosné a pomocné se tím výrazně prodraží a technický význam je minimální. Bohužel některé výrobkové normy vyžadují 100% vizuální kontrolu svarových spojů v etapě po svařování, nepředepisují však zpravidla podrobnou metodiku provádění kontroly a detailní popis dokumentace kontroly. Způsobem dokumentace může být jak protokol, tak třeba jen záznam v PKZ nebo průvodce.

Velmi obecně je vizuální kontrola popsána v ČSN EN ISO 17637. Rozsah kontroly v této normě je opravdu jen rámcový a mnohdy je u položky uvedeno „je-li požadováno“. Konstruktér se tak pohybuje mezi požadavky výrobkových norem i technickým smyslem těchto požadavků a na druhé straně mezi velmi benevolentním popisem vizuální kontroly v ISO 17637, daným neúprosným tlakem průmyslové lobby na minimalizaci nákladů.

Většina výrobkových norem předepisuje zpravidla jen kontrolu po svařování v rozsahu 100%. Konstruktéři a technologové si však musí uvědomit, že to již často může být pozdě, a že v duchu doporučení v ČSN EN ISO 3834 (část 1 až 6), je potřebné provádět kontroly před svařováním a mnohdy i v průběhu svařování, a také po svařování.

Kontrolní činnosti provádějí pracovníci technické kontroly nebo pracovníci koordinace svařování (svářečský dozor ve smyslu českého překladu termínu „welding coordinator“), pokud je požadováno provádět vizuální kontrolu v jedné z následujících etap: před svařováním, v průběhu svařování, po svařování.

Předpis kde, kdy a jaké kontroly se budou provádět, stanovuje projektant/konstruktér na výkresové dokumentaci a v technických podmínkách na výrobu. Protože se předpokládá, že pracovníci projekce/konstrukce nejsou zpravidla dostatečně odborně znalí metod NDT, jejich předepisování a provádění, zpravidla je požadováno v technické praxi, aby při návrhu rozsahu
a druhu zkoušek spolupracovali specialisté z oblasti svařování a NDT. V neposlední řadě rozsah
a druh zkoušek uvádějí výrobkové normy (např. na tlakové nádoby, potrubí, kotle, kovové konstrukce aj.). Vždy je tedy třeba splnit požadavky příslušných norem, pokud jsou požadovány projektem nebo platnou legislativou. Jsou-li např. prováděny tupé svarové spoje na dílech vystavených tlaku dle ČSN EN 13480 nebo ČSN EN 13445, ČSN EN 12952, ČSN EN 12953,
ČSN EN 14025 aj., je v normě požadováno provést kontrolu sestavení před svařováním. Zpravidla však již není uvedeno v normách, jak zkoušky dokumentovat a podrobná metodika také chybí, respektive je v lepším případě řešena odkazem na ČSN EN ISO 17637.

Požadavky norem jsou samozřejmě minimálními požadavky, které je nutné pro dosažení shody dodržet. Další rozsah kontrol může být dán zkušeností výrobce a požadavky konstruktérů, kdy při výrobě náročných zařízení je důsledně vyžadováno provádět kontroly, jak před svařováním, tak v průběhu svařování v příslušném rozsahu.

Rozsah provádění vizuální kontroly se uvádí u důležitých výrobků do PKZ (plánů kontrol a zkoušek). V některých případech je zpracování PKZ vyžadováno výrobkovou normou. V technické praxi je však dosud více zavedeno dokumentování provedených kontrol spíše do tzv. průvodek.

Nad rámec požadavků na vizuální kontrolu v etapách před, v průběhu a po svařování se v praxi musí provádět i průběžný dozor prováděný kvalifikovaným personálem z řad inženýrů, technologů a specialistů svařován v souladu s ČSN EN ISO 14731. Tento dozor je zpravidla rozšířen o další kontrolní činnosti, jako je zejména kontrola dodržování parametrů svařování, kontrola kvalifikace svářečů (je-li požadována), kontrola dokumentace apod. Tato kontrola může být buď namátková nebo v rozsahu definovaném v PKZ anebo směrnicích výrobce v závislosti na druhu výrobku.

Metodika provádění kontroly

Podle použitých kontrolních prostředků se VT rozděluje na dvě základní metody:

1. Přímá vizuální kontrola (direct visual testing): tj. kontrola, při které není přerušena optická dráha mezi okem pozorovatele a kontrolovanou plochou a kontrola se provádí bez pomůcek nebo s použitím pomůcek typu zrcadla, čočky, boroskopy, fibroskopy, aj. dle A2 v ČSN EN 13927.
2. Nepřímá vizuální kontrola (remote visual testing): je kontrola, při které je přerušena optická dráha mezi okem pozorovatele a kontrolovanou plochou a kontrola se provádí pomocí přístrojů typu fotokamery, obrazové senzory, videokamery aj. dle A3 v ČSN EN 13927.                                                                                                  Endoskop

Přímá kontrola se provádí prostým okem nebo pomocí lupy, optických endoskopů. Použití metody je omezeno při použití oka pouze na povrch pod min. úhlem pohledu 30°. Tj. kontrolovaný povrch musí být dostatečně přístupný pro splnění této podmínky a další podmínkou je dostatečné osvětlení minimálně 350 lx.

Nepřímá metoda se provádí pomocí optických nebo opto-elektrických zařízení (videoskopů) tam, kde není možné splnit podmínky pro přímou metodu, zpravidla z důvodu přístupnosti, nebo kde je požadován obrazový záznam.

VT se aplikuje na hutní polotovary (vývalky, výkovky, odlitky, apod.), díly a komponenty, montážní podsestavy a svarové spoje.

Základní metodika provádění vizuální a rozměrové kontroly vychází z ČSN EN ISO 17635,
ČSN EN ISO 17637, ČSN EN ISO 3834. Specifické požadavky uvádí technické podmínky
a výrobkové normy např. ČSN EN 13480, ČSN EN 13445, ČSN EN 12952, ČSN EN 12953,
ČSN EN 14025, ČSN EN 1090-2 a 3 aj.

Kontrola povrchu (líce i rubu – kořene) hotových svarových spojů se provádí bezprostředně po svaření, ve stavu bez jakéhokoliv obrábění, není-li v dokumentaci anebo výrobkové normě, technických podmínkách předepsáno jinak (např. jsou konstruktérem předepsány úpravy povrchu svaru ke zvýšení únavové životnosti, předepsaný termický oddych, apod). Pokud je to fyzicky možné, musí se u jednostranných tupých svarových spojů provést kontrola kořene. To může vyžadovat pečlivé plánování postupu svařování (postupu kontrol).

Před svařováním tupých spojů se musí vždy provádět kontrola sestavení, jak vyžaduje např.
EN 13480, EN 13445. To může opět vyžadovat pečlivé plánování postupu svařování (postupu kontrol) a rozepsání vizuální kontroly do minimálně dvou etap: kontrola před svařováním a kontrola po svařování. Kontroluje se shoda s požadavky. Výrobkové normy EN 13480, EN 12445 přímo neuvádí způsob dokumentování kontroly před svařováním a v průběhu svařování. Druh dokumentu kontroly dané kontrolní operace musí předepisovat PKZ popřípadě technologický postup.

Základní postupy provádění kontrol

Vstupní kontrola dílů a polotovarů určených ke svařování

Vizuální a rozměrová kontrola materiálů (dílů, polotovarů, komponent, podsestav) v etapě vstupní kontroly se provádí při dodávce materiálu do podniku nebo organizačního útvaru za účelem ověření jejich shody s požadavky výrobně-technologické dokumentace (VTD), nákupní specifikace aj.

Vizuální kontrola

Při vstupní kontrole polotovarů, výrobků včetně svařovaných, litých a kovaných, je vizuálně nutné kontrolovat zejména:

1. Povrchy výrobků z vnější a vnitřní strany.
2. Hrany určené ke svařování (svarové hrany, úkosy).
3. Svarové spoje svařovaných podsestav.
4. Kontrola se provádí za účelem zjištění stavu dodávky a případných poškození, deformací, povrchových trhlin, rozvrstvení, zaválcování, otluků, rýh, dutin a jiných nestejnorodostí; za účelem kontroly geometrických rozměrů polotovarů a dílů; za účelem kontroly přípustnosti zjištěných deformací a povrchových nestejnorodostí s primárním cílem potvrzení shody se specifikovanými požadavky na dodávku, které lze ohledat pomocí vizuální a rozměrové kontroly. Pokud je kontrolován díl svařený (podsestava), kontroluje se také namátkově nebo dle požadavků vizuálně svarové spoje.
5. Při vizuální kontrole svařovaných dílů a polotovarů určených ke svařování se provádí ohledání příslušných povrchů základního materiálu, TOO a povrchové linie svaru na přítomnost vad definovaných v ČSN EN ISO 6520-1, a příslušných TDP na hutní polotovary i související VTD a konstrukční dokumentaci.

Kontroluje se povrch ploch určených ke svařování (svarových ploch, úkosů), svarový spoj
(u svařených podsestav), teplem ovlivněná oblast a také přilehlá oblast svarového spoje i povrchu určeného ke svařování do vzdálenosti min. 20 mm.

Rozměrová kontrola

Na hutních polotovarech se provádí dle údajů objednávky a technických dodacích podmínek, výrobkových norem aj. Ověřuje se soulad naměřených rozměrů s požadavky.

Na dílech určených ke svařování se provádí kontrola rozměrů dílu a zejména připravených úkosů svarových ploch a celkový rozměr dílu v souladu s výrobní výkresovou dokumentací.

Provádí se na daném svarovém spoji (podsestavy) po provedení vizuální kontroly minimálně na třech místech délky svaru. Vychází se z výsledků vizuální kontroly stavu povrchu a přednostně se měří ty úseky, které vzbuzují pochybnosti o shodě s požadavky na šířku, převýšení, symetrii, vlnitost aj. povrchově měřitelné vady povrchu a geometrie svarového spoje.

Kontrola povrchu hutních materiálů a polotovarů

Povrch materiálu se kontroluje na přítomnost rýh, vrypů, vrubů, trhlin, rozvrstvení, zaválcování vměstků, otlučenin, dutin, struskových vměstků, studených spojů, pórů, zápalů, aj. vad definovaných ve VTD.

Vizuální kontrola se provádí v případě hutních polotovarů, dílů a montážních celků na všech dostupných místech (površích) a kde je to nutné (např. odbočky na potrubí, hrdla, aj.), použije se endoskopů (boroskopů).

Kontrola svarových ploch

Vizuální kontrola svarových ploch (úkosů) se provádí zpravidla v následujícím rozsahu:

1. Kontrola tvaru a rozměrů svarových ploch včetně kontroly ovality konců potrubí
2. Kontrola rozměrů kalibrace na potrubí, je-li provedena anebo předepsána ve VTD
3. Kontrola čistoty svarových ploch, drsnosti, odstranění stop po tepelném dělení materiálu a zabarvení materiálu
4. Kontrola značení základního materiálu
5. Kontrola svarových spojů

Provádí se dle postupu pro vizuální a rozměrovou kontrolu hotových svarů po svaření.

Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, technické podmínky aj. Provádí se na dílech určených ke svaření, polotovarech, podsestavách aj.

Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ a/nebo jiných předpisů.

Kontrola před svařováním

Provádí se zpravidla v následujícím rozsahu:

1. Kontrola geometrického tvaru a rozměrů opracovaných hran svarových ploch (úhly sražení hran, rozměry otupení, geometrie úkosu, aj.) včetně kontroly ovality a přesazení hran konců potrubí i kontrola rozměrů kalibrace na potrubí a/nebo jiných tupých spojích, je-li předepsána
2. Kontrola odstranění TOO, stop a okují od tepelného dělení (v závislosti od požadavků konstrukční a VTD, norem, technických podmínek)
3. Kontrola rozměrů sestavení svarového spoje, zejména kontrola mezer/spár mezi otupením a kontrola přesazení vnějších a vnitřních povrchů tupých spojů
4. Kontrola tavných i netavných vložek a podložek svarů, jsou-li použity
5. Kontrola kvality stehů vizuálně na nepřítomnost vad, trhlin a kontrola měřením
6. Kontrola čistoty svarových ploch a přilehlé oblasti svarového spoje
7. Kontrola ochrany přilehlých oblastí svarového spoje proti nadměrnému rozstřiku (zpravidla u austenitických materiálů)
8. Kontrola značení základního materiálu a jeho přenosu na materiál (značka oceli, číslo tavby, rozměr) a jeho shody s požadavky konstrukční a VTD, WPS
9. Kontrola správnosti předepnutí, je-li požadováno nebo prováděno
10. Je-li požadováno, provede se výchozí měření výchozích hodnot smrštění (deformací) svarového spoje vhodným způsobem, např. na kontrolních důlčících apod.

Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD (výrobně-technické dokumentace), WPS, technické podmínky aj. Provádí se na dílech určených ke svařování.

Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, WPS, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

Kontrola v průběhu svařování

Vizuální kontrola v průběhu svařování se provádí zpravidla v následujícím rozsahu:

1. Kontrola čistoty svarových housenek svařovaných obalenou elektrodou (a dalšími metodami zanechávajícími strusku) od strusky, kontrola a čištění od oxidů u metod svařování v ochranných plynech
2. Kontrola stavu povrchu očištěných housenek na nepřítomnost vad charakteru trhlin, kráterů a pórů, kontrola správnosti natavení základního materiálu, kontrola nepřítomnost rozvrstvení a přeteklých okrajů, aj. nepřípustných vad,
3. Kontrola napojení svarových housenek bez vad, kontrola kvality stehů, jejich rozmístění, velikost, neporušenost,
4. Kontrola úplnosti a správnosti odstranění stehů, je-li předepsáno jejich odstranění v průběhu svařování,
5. Kontrola kvality použití/ ustavení fixačních přípravků v průběhu svařování
6. Kontrola čistoty svarových ploch,
7. Kontrola správnosti předepnutí, je-li požadováno nebo prováděno,
8. Je-li požadováno, provede se průběžné měření hodnot smrštění (deformací) svarového spoje vhodným způsobem, např. na kontrolních důlčících apod.,
9. Je-li předepsáno drážkování (u oboustranných tupých spojů), kontroluje se rozměr a tvar drážkování a jeho shoda s požadavky VTD, WPS. Není-li tvar drážky definován, měl by odpovídat původnímu tvaru svarových ploch spoje se zohledněním dostatečné hloubky drážkování pro zajištění bezpečného průvaru,
10. Jsou-li prováděny opravy vadu, kontroluje se úplné odstranění všech vad a provedení tvaru vybrání je ve shodě s požadavky WPS. Není-li tvar definován, musí být proveden tak, aby bylo zajištěno natavení svarových ploch a úplné provaření
11. Jsou-li předepsány mezioperační kontroly PT nebo RT, provede se před nimi celková VT svarového spoje v daném stavu.

Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, technické podmínky aj. Provádí se na dílech určených ke svaření.

Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

Kontrola po svařování

Vizuální kontrola po svařování se musí provádět ve stavu po svařování, tj. před jakoukoliv úpravou (weld dressing) obrobením povrchu svaru a kořene svaru, provádí se zpravidla v následujícím rozsahu:

1. Kontrola očištění svarových housenek a přilehlé oblasti svarového spoje
2. Kontrola stavu povrchu svarového spoje a očištěných housenek na nepřítomnost nepřípustných povrchových vad charakteru trhlin, kráterů a pórů, kontrola správnosti natavení základního materiálu, kontrola nepřítomnost rozvrstvení a přeteklých okrajů housenek, vměstků, pórů, rozstřiku kovu, neprůvarů, studených spojů, kráterů, zápalů, aj. nepřípustných vad. Je-li spoj přístupný i z druhé strany, kontroluje se kořen svaru, případně se použijí pomůcky typu zrcátko apod.
3. Kontrola správnosti napojování svarových housenek, přechodů mezi housenkami a přechodů se základním materiálem, vlnitosti housenek.
4. Kontrola stavu povrchu svaru, u kterého je požadováno obrobení, na přítomnost zabarvení povrchu od přehřátí, na požadovanou drsnost povrchu a nepřítomnost rýh, vrypů, otluků od broušení, sekání, apod. Je-li požadováno obrobení povrchu svaru do roviny se základním materiálem, kontroluje se pozvolnost přechodu bez výrazných podbroušení dle požadavků VTD.
5. Rozměrová kontrola svarového spoje, převýšení/proláknutí líce/rubu svaru, dovolené přesazení vnějších a vnitřních hran povrchů tupých spojů, strmost přechodu krycí vrstvy svaru do základního materiálu, strmost přechodu u tupých svarů nestejných tloušťek a další vady definované ve výrobkových normách jako např. ČSN EN 13480, ČSN EN 13445, ČSN EN 12952, ČSN EN 12953, ČSN EN 190-2 a 3, ev. v obecné normě ČSN EN ISO 5817 v závislosti od požadavků konstrukční a VTD.
6. Kontrola stavu povrchu materiálu po odstranění dočasných technologických upínek, byly-li použity.
7. Je-li požadováno, provede se konečné měření hodnot smrštění (deformací) svarového spoje vhodným způsobem, např. na kontrolních důlčících apod.

Rozsah

Rozsah provádění kontrol uvádí konstrukční a VTD, technické podmínky aj. Provádí se na svarových spojích.

Požadavky

Výsledky vizuální a rozměrové kontroly musí splňovat kritéria konstrukční a VTD, požadavky technických podmínek a souvisejících dokumentů.

Výstup

Výstupem z kontroly je protokol nebo zápis do deníku dle požadavku PKZ anebo jiných předpisů.

 

Seznam související dokumentace:

[1]       ČSN EN ISO 9001 Systémy managementu kvality – Požadavky

[2]       ČSN EN ISO 9000 Systémy managementu kvality – Základní principy a slovník

[3]       ČSN EN ISO 3834-1 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů –
Část 1: Kritéria pro volbu odpovídajících požadavků na jakost.

[4]       ČSN EN ISO 3834-2 Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů – Část 2: Vyšší požadavky na jakost, ev. část 3 nebo část 4, také ev. část 5 nebo část 6 této normy.

[5]       ČSN EN ISO 17635 Nedestruktivní zkoušení svarů – Všeobecná pravidla pro kovové materiály

[6]       ČSN EN ISO 17637 Nedestruktivní zkoušení svarů – Vizuální kontrola tavných svarů

[7]       ČSN EN 1330-1 Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 1: Všeobecné termíny

[8]       ČSN EN 1330-2 Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 2: Společné termíny pro metody nedestruktivního zkoušení

[9]       ČSN EN 1330-10 Nedestruktivní zkoušení – Terminologie – Část 10: Termíny používané při vizuální kontrole

[10]     ČSN EN 13927 Nedestruktivní zkoušení – Vizuální kontrola – Zařízení

[11]     ČSN EN ISO 6520-1 Svařování a příbuzné procesy – Klasifikace geometrických vad kovových materiálů – Část 1: Tavné svařování

[12]     ČSN EN ISO 5817 Svařování – Svarové spoje oceli, niklu, titanu a jejich slitin zhotovené tavným svařováním (kromě elektronového a laserového svařování) – Určování stupňů kvality

[13]     ČSN 050000 Zváranie kovov. Základné pojmy.

[14]     ČSN 050002 Oblúkové a elektrotroskové zváranie a naváranie. Základné pojmy.

[15]     ČSN EN ISO 17659 Svařování – Vícejazyčný slovník termínů svarových spojů se zobrazením

[16]     ČSN EN 1792 Svařování – Vícejazyčný seznam termínů ze svařování a příbuzných procesů

[17]     STN TNI CEN/TR 14599 Termíny a definice pro zváranie vo vzťahu k EN 1792.

[18]     ČSN EN ISO 857 Metody svařování, tvrdého a měkkého pájení – Slovník

[19]     ČSN EN 14610 Svařování a příbuzné procesy – Definice metod svařování kovů

[20]     ČSN EN ISO 4063 Svařování a příbuzné procesy – Přehled metod a jejich číslování

[21]     ČSN EN ISO 6947 Svařování a příbuzné procesy – Polohy svařování

[22]     ČSN EN ISO 2553 Svařování a příbuzné procesy – Zobrazování na výkresech – Svarové spoje

[23]     ČSN EN ISO 9692 Svařování – Doporučení pro přípravu svarových spojů

[24]     ČSN EN 1708 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Čáast 1: Tlakové součásti

[25]     ČSN EN 1708 Svařování – Detaily základních svarových spojů na oceli – Čáast 2: Součásti bez vnitřního přetlaku

[26]     ČSN EN ISO 13916 Svařování – Směrnice pro měření teploty předehřevu, teploty interpass a teploty ohřevu

[27]     ČSN EN ISO 13920 Svařování – Všeobecné tolerance svařovaných konstrukcí – Délkové a úhlové rozměry – Tvar a poloha

[28]     ČSN EN ISO 17662 Svařování – Kalibrace, verifikace a validace zařízení používaných pro svařování, včetně příbuzných činností

[29]     ČSN EN ISO 14175 Svařování a materiály – Plyny a jejich směsi pro tavné svařování a příbuzné procesy

[30]     ČSN EN ISO 15607 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Všeobecná pravidla

[31]     ČSN EN ISO 15609-1 Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Stanovení postupu svařování Část 1: Obloukové svařování

[32]     AWS A1.11 Guide for the Nondestructive inspection of Welds

[33]     AWS B1.11 Guide for the Visual Inspektion of Welds

[34]     Welding Inspection Technology. American Welding Society. Fourth edition 2000.

[35]     Welding Inspection Handbook. American Welding Society. Third edition 2000.