Co obejmuje WPQR: kalkulator zakresów wg EN ISO 15614-1
Wpisz dane próbki, a kalkulator pokaże, co obejmuje WPQR: grubości, średnice, pozycje, energię liniową, podgrzewanie i temperaturę międzyściegową. Liczony jest poziom 2, czyli znane zakresy ISO 15614-1.
Krótka odpowiedź
Jedna próbka nie kwalifikuje jednej grubości — kwalifikuje przedział wokół niej. Spoina wielościegowa na próbce 12 mm obejmuje 3–24 mm, a rura o średnicy 114,3 mm obejmuje wszystko od 57 mm wzwyż. Dlatego próbkę dobiera się nie najłatwiejszą, lecz najkorzystniejszą pod względem zakresu. Kalkulator niżej podaje ten zakres dla poziomu 2 wg EN ISO 15614-1.
Poziom 1 i poziom 2
Wydanie z 2017 roku wprowadziło dwa poziomy kwalifikowania. Poziom 2 to dotychczasowe zakresy ISO 15614-1 — nie zmieniły się, a stare protokoły pozostały ważne. Poziom 1 oparto na ASME IX i wymaga mniej: powstał dla tych, którzy pracują wg EN 1090 w klasie EXC2 i przy konstrukcjach mało obciążonych, gdzie pełen zestaw badań kosztował nieproporcjonalnie dużo.
Między poziomami jest kierunek: protokół poziomu 2 nadaje się także do robót poziomu 1, ale nie odwrotnie. Kalkulator liczy poziom 2; poziom 1 ma własną tablicę, wziętą z innego zbioru przepisów, i podstawiać jednej za drugą nie wolno.
Zakresu grup materiałowych wg ISO/TR 15608. W 2017 tablicę tę przerobiono mocniej niż pozostałe, a jej macierz „materiał podstawowy 1 — materiał podstawowy 2” z opracowań wtórnych czyta się niejednoznacznie; podstawienie tu liczby wiarygodnej z wyglądu znaczyłoby rozstrzygnąć za odbiór. Zasadę podano niżej słowami, a konkretną parę sprawdź w normie.
Nie liczy też poziomu 1: ma własne zakresy i mieszać ich z poziomem 2 w jednym dokumencie nie wolno.
Zasady, o których warto pamiętać
Pozycje. Dopóki nie ma wymagań co do udarności i twardości, jedna pozycja obejmuje wszystkie — pozycja po prostu nie jest zmienną zasadniczą. Gdy tylko wymagana jest udarność, obejmowane są pozycje o tej samej lub mniejszej energii liniowej; przy twardości odwrotnie — o tej samej lub większej. Jeśli zbadano pozycję o wysokiej i o niskiej energii, objęte są wszystkie pośrednie.
Energia liniowa. Przy wymaganiu udarności ograniczona od góry: nie więcej niż +25 % wartości z badania. Przy wymaganiu twardości od dołu: nie mniej niż −25 %. Logika prosta: udarność psuje przegrzanie, twardość — zbyt szybkie stygnięcie.
Grupy materiałów. W grupach 1–3 podgrup się nie uwzględnia: obejmowane są stale tej samej grupy głównej o równej lub niższej granicy plastyczności. W pozostałych grupach — ta sama podgrupa, czasem wraz z niższymi. Na przykład badanie na 304 obejmuje 316, 347 i 321, ale nie 309 i nie 310.
Skąd wzięto wartości
Tablica grubości, zasady dotyczące pozycji i tolerancja energii liniowej — z otwartego omówienia EN ISO 15614-1 na gowelding.com; zmiany wydania 2017 (wiersz „próbka do 3 mm”, podgrzewanie i temperatura międzyściegowa) — z omówienia weldnote.com; zasadę dotyczącą pozycji potwierdza materiał TWI, zasadę „blacha kwalifikuje rury” — polski wikiweld. Odnośniki zebrano na końcu strony.
Samej normy nie mam i mówię to wprost: wartości są informacyjne, spór rozstrzyga jej tekst i wasz protokół.
Źródła
- gowelding.com — European Welding Standards (PDF)
- weldnote.com — ISO 15614-1 (2017): Changes and Updates
- TWI — Weld Procedure and Welder Qualifications (PDF)
- wikiweld.pl — Zakres kwalifikowania technologii EN ISO 15614-1
Jak korzystać z kalkulatora krok po kroku
- Rodzaj spoiny i ściegi. Wybierz doczołową albo pachwinową i czy próbka była jedno- czy wielościegowa. Dla pachwinowej wpisz też grubość spoiny a — bez niej zakres grubości spoiny pokaże się tylko wzorem.
- Grubość i średnica próbki. Grubość t to grubość materiału próbki, nie spoiny. Średnicę zostaw 0, jeśli próbka była z blachy.
- Pozycja i wymagania badań. To najważniejsze pole: bez wymagań udarności i twardości zakres pozycji jest pełny, z nimi — zawęża się przez energię liniową.
- Materiał, podgrzewanie i międzyściegowa. Wpisz temperatury faktycznie zmierzone na próbce, nie te z pWPS. Dla stali nierdzewnych, duplex i stopów niklu wybierz drugą opcję — tam temperatura międzyściegowa nie dostaje ustępstwa.
Wynik pojawia się od razu nad formularzem, a pełny arkusz zakresu pobiera się przyciskiem CSV. Kalkulator warto uruchomić dwa razy: przed spawaniem próbki (żeby ją dobrać) i po badaniach (żeby porównać z protokołem).
Przykłady z liczbami
Blacha 12 mm, doczołowa wielościegowa, PF, z udarnością
Dane: doczołowa, wielościegowa, t = 12 mm, blacha, PF, wymagana udarność, stal, podgrzewanie 100 °C, międzyściegowa 250 °C. Kalkulator podaje:
| Zmienna | Zakres | Dlaczego |
|---|---|---|
| Grubość materiału i stopiwa | 3–24 mm | wiersz 3–12 mm, wielościegowa: od 3 mm do 2t |
| Średnica | rury Ø > 150 mm w PA, PC i PF z obracaniem; Ø ≥ 500 mm w pozostałych | próbka z blachy |
| Pozycje | o tej samej lub mniejszej energii liniowej | wymagana udarność |
| Energia liniowa | ≤ +25 % | wymagana udarność |
| Podgrzewanie | nie mniej niż 50 °C | 100 − 50 (wydanie 2017) |
| Międzyściegowa | nie więcej niż 300 °C | 250 + 50 |
Do tego kalkulator dopisuje osobny wiersz: górna granica grubości spada do 12 mm, jeśli udarność jest wymagana, a badania udarności nie wykonano. Czyli 24 mm obowiązuje tylko wtedy, gdy próbki udarnościowe z tej płyty rzeczywiście przebadano. PF to pozycja o wysokiej energii liniowej, więc obejmuje także PA i PG, o ile ich energia nie przekracza tej z próbki.
Rura nierdzewna Ø 273 × 8 mm, H-L045, bez wymagań
Dane: doczołowa, wielościegowa, t = 8 mm, średnica 273 mm, H-L045, bez wymagań udarności i twardości, stal nierdzewna, podgrzewanie 0, międzyściegowa 150 °C. Wynik: grubość 3–16 mm, rury od Ø 136,5 mm wzwyż (połowa średnicy próbki, bez górnej granicy), wszystkie pozycje, energia liniowa nieograniczona, podgrzewanie — nie ma zastosowania, międzyściegowa 150 °C „jak na próbce”, bo dla austenitu ustępstwo +50 °C nie działa.
Pachwinowa jednościegowa a = 4 mm na blasze 10 mm
Blacha 5–12 mm (tablica spoin pachwinowych: od max(0,5t; 3 mm) do 1,2t), grubość spoiny 3–6 mm (0,75a–1,5a). Gdyby próbka była wielościegowa, grubość spoiny nie miałaby ograniczenia. To dobry powód, żeby próbkę pachwinową spawać tak, jak w produkcji, a nie „na szybko” jednym ściegiem.
Jak dobrać próbkę, żeby objęła produkcję
Zacznij od listy grubości i pozycji z rysunków, a nie od blachy, która leży pod ręką. Wielościegowa próbka doczołowa z przedziału 3–12 mm obejmuje od 3 mm do 2t — więc 12 mm daje 3–24 mm, a 6 mm tylko 3–12 mm. Powyżej 12 mm zakres to 0,5t–2t: próbka 20 mm obejmuje 10–40 mm, ale już nie 8 mm. Jeśli produkcja rozciąga się od 4 do 30 mm, jedna próbka nie wystarczy i lepiej zaplanować dwie niż odkryć lukę przy odbiorze.
Z pozycjami podobnie: bez wymagań udarności wystarczy dowolna, więc spawa się najwygodniejszą. Z udarnością — pozycję o najwyższej energii liniowej, jaką przewidujesz w produkcji (zwykle PF), bo obejmuje pozycje o energii niższej. Wartość energii liniowej liczysz z próbki kalkulatorem energii liniowej — od niej zależy górna granica w WPS.
Typowe błędy przy czytaniu zakresu
- Tablica doczołowa dla pachwinowej. Spoiny pachwinowe mają własną tablicę grubości blachy; próbka pachwinowa 10 mm nie obejmuje 3–20 mm, tylko 5–12 mm.
- „Jedna pozycja obejmuje wszystkie” przy wymaganej udarności. Ta zasada działa tylko bez wymagań udarności i twardości.
- Ustępstwo +50 °C dla nierdzewnej. Dla austenitu, duplex i stopów niklu temperatura międzyściegowa zostaje taka jak na próbce.
- Temperatury z pWPS zamiast zmierzonych. Zakres liczy się od tego, co było na próbce, a nie od tego, co planowano.
- Mylenie poziomów. Protokół poziomu 1 nie nadaje się do robót, dla których wymagany jest poziom 2.
Zakres gotowej technologii przenosi się do WPS; samą próbkę opisuje pWPS z generatora, a wynik badań — protokół WPQR. Zakres uprawnień spawacza liczy osobny kalkulator wg ISO 9606-1.
Częste pytania
Który poziom wybrać — pierwszy czy drugi?
Drugi jest ostrzejszy i obejmuje oba rodzaje robót, pierwszy tańszy i wystarcza tam, gdzie konstrukcja nie jest obciążona, a zamawiający nie żąda więcej. Decyduje nie wygoda, lecz specyfikacja zamówienia: jeśli wskazuje poziom 2, pierwszy nie wystarczy w żadnych okolicznościach.
Dlaczego grupy materiałowe nie są liczone?
Bo w 2017 ich tablicę napisano na nowo, a odtworzyć macierz z omówień nie da się bez ryzyka pomyłki przy którejś parze stali. Zasada ogólna jest na stronie podana, ale dla konkretnej pary potrzebny jest tekst normy: to dokładnie ten przypadek, w którym domysł kosztuje więcej niż pójście po dokument.
Dlaczego jedna pozycja obejmuje wszystkie?
Bo bez wymagań udarności i twardości pozycja nie wpływa na to, co sprawdza badanie. Gdy tylko te wymagania się pojawią, pozycja zaczyna znaczyć wiele — przez energię liniową — i zakres zawęża się do pozycji o odpowiedniej energii.
Co zmieniło wydanie 2017 w podgrzewaniu?
Wcześniej podgrzewanie próbki stawało się granicą dolną dosłownie: niżej nie wolno. Teraz w WPS dopuszcza się obniżenie o 50 °C. Temperatura międzyściegowa dostała symetryczne ustępstwo +50 °C, ale nie dla stali austenitycznych i duplex ani dla stopów niklu — tam zostaje taka, jaka była na próbce.
Czy WPQR ma termin ważności?
EN ISO 15614-1 nie ustala terminu ważności protokołu — w odróżnieniu od uprawnień spawacza wg ISO 9606-1, które trzeba potwierdzać. Protokół traci sens, gdy zmienia się zmienna zasadnicza: metoda, grupa materiału, zakres grubości albo wymagania udarności. Wtedy potrzebna jest nowa próbka, a nie przedłużenie.
Kto ustala zakres kwalifikowania, jeśli nie kalkulator?
Egzaminator albo jednostka badająca, która była przy spawaniu próbki: zakres wpisuje się w sam protokół WPQR. Kalkulator pozwala go przewidzieć, zanim zamówisz badania — i dobrać próbkę tak, żeby objęła produkcję. Gdy wynik kalkulatora różni się od protokołu, obowiązuje protokół.
Czy zakres kwalifikowania technologii to to samo co zakres uprawnień spawacza?
Nie. WPQR wg ISO 15614-1 kwalifikuje technologię wytwórcy, a egzamin wg ISO 9606-1 — rękę spawacza, i tablice zakresów są w nich inne. Zakres uprawnień liczy osobny kalkulator; w praktyce na jednej próbce często robi się oba, ale każdy dokument czyta się według jego normy.
Aktualizacja: