Proces wytwarzania kształtek

PN-EN10253-2:2021

Norma PN-EN10253-2:2021 “Kształtki rurowe do przyspawania doczołowego. Część 2: Stale niestopowe i stopowe ferrytyczne ze specjalnymi wymaganiami dotyczącymi kontroli” reguluje podstawowe wymagania inżynieryjne kształtek stalowych stosowanych w przemysłowych rurociągach i urządzeniach stalowych.

Proces wytwarzania kształtek

W rozdziale 8, Tabela 1 normy PN-EN10253-2 wyznacza materiały podstawowe dopuszczalne dla wytworzenia określonego typu kształtki. Norma wskazuje pięć materiałów wyjściowych, z których można wytwarzać kształtki, są to:
1. Rura bez szwu
2. Rura ze szwem
3. Blacha gruba i taśma
4. Odkuwka
5. Pręt

Materiały wyjściowe mogą być poddane dopuszczalnym procesom wytwarzania wyrobu, które porządkuje Tabela 1. Tylko przy użyciu kucia matrycowego na gorąco i na zimno można wytworzyć każdy typ kształtki ze wszystkich dopuszczalnych materiałów wyjściowych. Różnorodne materiały wyjściowe i procesy produkcyjne związane są z różnymi rodzajami stosowanych badań, jednak norma wyraźnie pozostawia wybór materiałów i metod wytwarzania po stronie decyzji producenta, przy czym zobowiązuje go do:

• stosowania stali całkowicie uspokojonych,

• ujęcia w raportach produkcyjnych rodzaju procesu wytapiania stali materiału wyjściowego,

• powzięcia odpowiednich środków ostrożności w celu zapobiegania występowaniu problemów starzenia w wyrobie końcowym.

Dodatkowo norma zastrzega, że gdy jako materiał wyjściowy stosowane są rury, to obowiązują następujące warunki:

• jeżeli nie określono inaczej, dobór rur (bez szwu lub ze szwem) pozostawia się do wyboru producenta

• gdy kształtki wytwarzane są z rur ze szwem, powinny być stosowane wyłącznie rury według  serii od PN-EN10217-1:2019 do PN-EN10217-6:2019 i PN-EN ISO 3183:2019

• niedopuszczalne są rury ze szwem spiralnym wykonanym łukiem krytym (SAWH)

• po kształtowaniu naprawa spoiny rury jest dopuszczalna wyłącznie dla spoin wykonanych z metalu dodatkowego. Naprawy te powinny być wykonane w sposób określony w pkt. 8.2.2 Normy

Gdy jako materiał wyjściowy na kształtki spawane stosowane są blachy grube, bądź taśmy, zastosowanie powinien mieć poniższy warunek:

• powinny być stosowane wyroby według PN-EN10028-2:2017, PN-EN10028-3:2017, PN-EN10028-4:2017

Gdy jako materiał wejściowy na kształtki spawane lub obrabiane metodą skrawaniem stosowane są pręty, zastosowanie powinien mieć poniższy warunek:

• powinny być zastosowane wyłącznie pręty według PN-EN10273:2016 i PN-EN10222-2:2017, PN-EN10222-3:2017, PN-EN10222-4:2017

Warto również dodać, że Norma PN-EN10253-2:2021 (rozdział 8.2.2) za spawane uznaje kształtki, wykonane z rur ze szwem i wymagania dla spawów takich kształtek określają normy tych rur (zobacz wyżej).

Natomiast wymagania dla kształtek, w których spawanie jest częścią procesu wytwarzania, określone są w dalszych podrozdziałach Normy (8.2.2.2-8.2.2.4):

• procesy/procedury spawania powinny być kwalifikowane zgodnie z PN-EN ISO 15614-1:2017

• spawacze i/lub operatorzy urządzeń spawalniczych powinni być kwalifikowani zgodnie z PN-EN ISO 9606-1:2017  i/lub PN-EN ISO 14732:2013. Nie powinna mieć zastosowania   ścieżka ponownej walidacji określona w 5.3.c PN-EN ISO 9606-1:2017

Dokumentacja kwalifikacji powinna być przechowywana w siedzibie producenta i powinna być dostępna.

Wszystkie spoiny wykonane podczas wytwarzania kształtki powinny być spoiną wtopioną. Wszystkie spoiny powinny mieć pełny przetop.

Miejscowa naprawa spoiny, która została wykonana z metalem dodatkowym, jest dopuszczalna, pod warunkiem, że procedura naprawy/spawacze są kwalifikowani zgodnie z odpowiednią częścią wymienionych powyżej norm i naprawiona powierzchnia poddana jest obróbce cieplnej oraz badaniom nieniszczącym w ten sam sposób co spoina pierwotna.

Uwaga: Biorąc pod uwagę warunki określone dla wytwarzania kształtek i badania spoin, do obliczeń konstrukcyjnych (zobacz PN-EN13480-3:2017) może być użyty współczynnik jakości spoiny z=1,0, z wyjątkiem połączeń innych niż obwodowe w warunkach pełzania, które muszą zostać szczegółowo ocenione przez projektanta.

Ocena nieregularności zewnętrznych jak i wewnętrznych spoin powinna być zgodna z poziomem jakości B wg PN-EN ISO 5817:2014.

Kryterium gotowego złącza dla kształtek wykonanych z rury ze szwem bez metalu dodatkowego powinno być przestrzeganie normy określającej materiał wyjściowy i dla nich współczynnik jakości z=1,0 może być przyjęty automatycznie, tam gdzie norma wyrobu określa odpowiednie badania niszczące i nieniszczące spoin.

Rodzaj i potrzeba obróbki cieplnej po spawaniu są powiązane z grupą materiałową i grubością spawanej ścianki w zależności od zastosowanych norm (PN-EN13480-2:2017 i PN-EN13480-5:2017). Zastosowane warunki obróbki cieplnej są integralną częścią procesu potwierdzania zgodności z Normą.

Norma PN-EN10253-2:2021 w rozdziale 6.2 określa opcje, z których zamawiający może skorzystać w momencie zamawiania. W przypadku gdy zamawiający w zapytaniu i zamówieniu nie wskaże wprowadzenia żadnej opcji, kształtki powinny być dostarczone zgodnie z podstawową specyfikacją. Opcje jakie są wyszczególnione dla procesu wytwarzania to:

Opcja 1: Proces wytwarzania stali powinien być zgodny z określonym w zamówieniu
Opcja 2: Metoda wytwarzania i/lub szczegóły procesu produkcyjnego, np. operacje spawania lub położenie spoiny przed kształtowaniem, powinny być zgodne z określonym w zamówieniu.
Opcja 3: Zastosowany materiał wyjściowy i/lub jego stan dostawy powinien być zgodny z określonym w zamówieniu. Uwaga: zalecane jest użycie podczas zamawiania kształtek oznaczeń S bez szwu i W ze szwem.
Opcja 4: Metoda wytwarzania powinna być podana w raporcie.
Opcja 5: Odstępstwa od odpowiedniego poziomu jakości spoin powinny być przedmiotem uzgodnień.

^a Podczas wytwarzania kolan z rury ze szwem, położenie spoiny pozostawia się do uznania producenta.
^b Dla tych procesów może być stosowane spawanie z metalem dodatkowym lub bez.
^c Gdy stosowany jest metal dodatkowy, to powinien on być zgodny z materiałem rodzimym. Metoda wytwarzania powinna być podana w raporcie.