Что покрывает WPQR: расчёт диапазонов по EN ISO 15614-1
Введите данные образца — калькулятор покажет, что покрывает WPQR: толщины, диаметры, положения, погонную энергию, подогрев и межслойную температуру. Считается уровень 2, то есть привычные диапазоны ISO 15614-1.
Короткий ответ
Один образец аттестует не одну толщину, а диапазон вокруг неё. Многопроходный шов на образце 12 мм покрывает 3–24 мм, а труба диаметром 114,3 мм — всё от 57 мм и выше. Поэтому образец выбирают не самый простой, а самый выгодный по охвату. Калькулятор ниже даёт этот диапазон для уровня 2 по EN ISO 15614-1.
Уровень 1 и уровень 2
Редакция 2017 года ввела два уровня аттестации. Уровень 2 — это прежние диапазоны ISO 15614-1, они не изменились, и старые протоколы остались действительными. Уровень 1 построен на ASME IX и требует меньше: он появился для тех, кто работает по EN 1090 в классе EXC2 и по ненагруженным конструкциям, где полный набор испытаний стоил неоправданно дорого.
Между уровнями есть направление: протокол уровня 2 годится и для работ уровня 1, а обратно — нет. Калькулятор считает уровень 2; у уровня 1 своя таблица, взятая из другого свода, и подставлять одну вместо другой нельзя.
Покрытия групп материалов по ISO/TR 15608. В 2017 году эта таблица переработана заметнее прочих, а её матрица «основной металл 1 — основной металл 2» из вторичных источников читается неоднозначно, и подставить сюда правдоподобное число значило бы решить за приёмку. Принцип ниже изложен словами, а конкретную пару смотрите в самой норме.
Не считается и уровень 1: у него собственные диапазоны, и смешивать их с уровнем 2 в одном документе нельзя.
Правила, которые стоит помнить
Положения. Пока нет требований по ударной вязкости и твёрдости, одно положение покрывает все — положение просто несущественная переменная, кроме PG и J-L045 (сварка сверху вниз): их покрывает только испытание в том же положении. Как только требуется удар, покрываются положения с той же или меньшей погонной энергией; при твёрдости — наоборот, с той же или большей. Если испытаны и высоко-, и низкоэнергетическое положение, покрыты все промежуточные.
Погонная энергия. При требовании по удару она ограничена сверху: не выше +25 % от испытанной. При требовании по твёрдости — снизу: не ниже −25 %. Логика простая: удар портит перегрев, твёрдость — слишком быстрое остывание.
Группы материалов. У групп 1–3 подгруппы не учитываются: покрываются стали той же основной группы с равным или меньшим пределом текучести. У остальных групп — та же подгруппа, иногда вместе с нижними. Например, испытание на 304 покрывает 316, 347 и 321, но не 309 и не 310.
Откуда взяты значения
Таблица толщин, правила по положениям и допуск по погонной энергии — из открытого разбора EN ISO 15614-1 на gowelding.com; изменения редакции 2017 (строка «образец до 3 мм», подогрев и межслойная) — из разбора weldnote.com; правило о положениях подтверждено материалом TWI, правило «лист покрывает трубы» — польским wikiweld. Ссылки собраны в конце страницы.
Самой нормы у меня нет, и это сказано прямо: значения справочные, спор решает её текст и ваш протокол.
Источники
- 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
Как пользоваться калькулятором по шагам
- Тип шва и проходы. Выберите стыковой или угловой и был ли образец однопроходным или многопроходным. Для углового впишите ещё расчётную высоту a — без неё диапазон по высоте шва покажется только формулой.
- Толщина и диаметр образца. Толщина t — это толщина металла образца, а не шва. Диаметр оставьте 0, если образец из листа.
- Положение и требования испытаний. Главное поле: без требований по ударной вязкости и твёрдости диапазон положений полный (кроме PG и J-L045 сверху вниз), с ними — сужается через погонную энергию.
- Материал, подогрев и межслойная. Впишите температуры, фактически замеренные на образце, а не те, что стоят в pWPS. Для нержавеющих, дуплексных сталей и никелевых сплавов выберите второй вариант — там межслойная послабления не получает.
Результат появляется сразу над формой, полный лист диапазона скачивается кнопкой CSV. Калькулятор стоит запускать дважды: до сварки образца (чтобы его подобрать) и после испытаний (чтобы сверить с протоколом).
Примеры с числами
Лист 12 мм, стыковой многопроходный, PF, с ударной вязкостью
Данные: стыковой, многопроходный, t = 12 мм, лист, PF, требуется ударная вязкость, сталь, подогрев 100 °C, межслойная 250 °C. Калькулятор даёт:
| Переменная | Диапазон | Почему |
|---|---|---|
| Толщина металла и наплавки | 3–24 мм | строка 3–12 мм, многопроходный: от 3 мм до 2t |
| Диаметр | трубы Ø > 150 мм в PA и PC с вращением; Ø ≥ 500 мм в остальных | образец из листа |
| Положения | с той же или меньшей погонной энергией | требуется ударная вязкость |
| Погонная энергия | ≤ +25 % | требуется ударная вязкость |
| Подогрев | не ниже 50 °C | 100 − 50 (редакция 2017) |
| Межслойная | не выше 300 °C | 250 + 50 |
Кроме того, калькулятор добавляет отдельную строку: верхняя граница толщины падает до 12 мм, если ударная вязкость требуется, а испытание на удар не проводилось. То есть 24 мм действуют, только если ударные образцы из этой пластины действительно испытаны. PF — положение с высокой погонной энергией, поэтому оно покрывает также PA, если там погонная энергия не выше, чем на образце; для PG нужно отдельное испытание.
Нержавеющая труба Ø 273 × 8 мм, H-L045, без требований
Данные: стыковой, многопроходный, t = 8 мм, диаметр 273 мм, H-L045, без требований по удару и твёрдости, нержавеющая сталь, подогрев 0, межслойная 150 °C. Результат: толщина 3–16 мм, трубы от Ø 136,5 мм и выше (половина диаметра образца, без верхней границы), все положения, кроме PG и J-L045, погонная энергия не ограничена, подогрев — не применяется, межслойная 150 °C «как на образце», потому что для аустенита послабление +50 °C не действует.
Угловой однопроходный a = 4 мм на листе 10 мм
Лист 5–12 мм (таблица угловых швов: от max(0,5t; 3 мм) до 1,2t), высота шва 3–6 мм (0,75a–1,5a). Будь образец многопроходным, высота шва не была бы ограничена. Это хороший довод варить угловой образец так же, как в производстве, а не «по-быстрому» одним проходом.
Как подобрать образец, чтобы он покрыл производство
Начинайте со списка толщин и положений по чертежам, а не с листа, который лежит под рукой. Многопроходный стыковой образец из интервала 3–12 мм покрывает от 3 мм до 2t — значит, 12 мм дают 3–24 мм, а 6 мм только 3–12 мм. Выше 12 мм диапазон 0,5t–2t: образец 20 мм покрывает 10–40 мм, но уже не 8 мм. Если производство тянется от 4 до 30 мм, одного образца не хватит, и лучше спланировать два, чем обнаружить дыру на приёмке.
С положениями так же: без требований по удару хватит любого, поэтому варят самое удобное. С ударной вязкостью — положение с наибольшей погонной энергией, какое ожидается в производстве (обычно PF), потому что оно покрывает положения с меньшей энергией. Погонную энергию считаете по образцу калькулятором погонной энергии — от неё зависит верхняя граница в WPS.
Типичные ошибки при чтении диапазона
- Стыковая таблица для углового шва. У угловых швов своя таблица толщин листа; угловой образец 10 мм покрывает не 3–20 мм, а 5–12 мм.
- «Одно положение покрывает все» при требуемой ударной вязкости. Это правило работает только без требований по удару и твёрдости.
- Послабление +50 °C для нержавейки. У аустенита, дуплекса и никелевых сплавов межслойная остаётся как на образце.
- Температуры из pWPS вместо замеренных. Диапазон считают от того, что было на образце, а не от того, что планировали.
- Путаница уровней. Протокол уровня 1 не годится для работ, где требуется уровень 2.
Диапазон готовой технологии переносят в WPS; сам образец описывает pWPS из генератора, а результат испытаний — протокол WPQR. Область аттестации сварщика считает отдельный калькулятор по ISO 9606-1.
Частые вопросы
Какой уровень выбрать — первый или второй?
Второй строже и покрывает оба вида работ, первый дешевле и достаточен там, где конструкция не нагружена, а заказчик не требует большего. Решает не удобство, а спецификация заказа: если она называет уровень 2, первый не подойдёт ни при каких обстоятельствах.
Почему группы материалов не считаются?
Потому что в 2017 году их таблицу переписали, а восстановить матрицу из пересказов нельзя без риска ошибиться в паре сталей. Правило общего вида на странице приведено, но для конкретной пары нужен текст нормы: это ровно тот случай, где догадка стоит дороже, чем сходить за документом.
Почему одно положение покрывает все?
Потому что без требований по удару и твёрдости положение не влияет на то, что проверяет испытание. Исключение — сварка сверху вниз PG и J-L045: их покрывает только испытание в том же положении. Как только эти требования появляются, положение начинает значить многое — через погонную энергию, — и диапазон сужается до положений с подходящей энергией.
Что изменила редакция 2017 в подогреве?
Раньше подогрев образца становился нижней границей буквально: ниже нельзя. Теперь в WPS допускается снижение на 50 °C. Межслойная температура получила симметричную поблажку в +50 °C, но не для аустенитных и дуплексных сталей и не для никелевых сплавов — там она остаётся такой, какой была на образце.
Есть ли у WPQR срок действия?
EN ISO 15614-1 срока действия протоколу не устанавливает — в отличие от аттестации сварщика по ISO 9606-1, которую нужно подтверждать. Протокол теряет силу, когда меняется существенная переменная: способ, группа материала, диапазон толщин или требования по ударной вязкости. Тогда нужен новый образец, а не продление.
Кто устанавливает диапазон аттестации, если не калькулятор?
Экзаменатор или испытательная организация, присутствовавшая при сварке образца: диапазон вписывается в сам протокол WPQR. Калькулятор позволяет предсказать его до заказа испытаний — и подобрать образец так, чтобы он покрыл производство. Если результат калькулятора расходится с протоколом, действует протокол.
Диапазон аттестации технологии — то же самое, что область аттестации сварщика?
Нет. WPQR по ISO 15614-1 аттестует технологию изготовителя, а экзамен по ISO 9606-1 — руку сварщика, и таблицы диапазонов у них разные. Область аттестации сварщика считает отдельный калькулятор; на практике на одном образце часто делают и то и другое, но каждый документ читают по его стандарту.
Обновлено: