Walidacja spawarek, czyli jak sprawdzić spawarkę, żeby spełnić wymagania norm ISO?
Kalibrowanie, sprawdzanie, walidacja, EN ISO 17662 – jeśli masz do czynienia ze spawaniem, to na pewno znasz te pojęcia. Ale czy wiesz, o co dokładnie z nimi chodzi? Właśnie… Spawalnictwo to branża, w której jest ogrom wiedzy, której po prostu nie ma w jednym miejscu, normy, rozporządzenia, ustawy – kto by się w tym połapał?
Pozwól, że oszczędzę Twój czas i postaram ci się wyjaśnić jak sprawdzić spawarkę, aby spełnianiała wymagania norm ISO.
Walidacja spawarki – po co mi to?
Spawanie – kalibrowanie, sprawdzanie i walidacja sprzętu używanego do spawania łącznie z czynnościami pomocniczymi – walidacja spawarek. To tytuł normy europejskiej EN ISO 17662. Długie, skomplikowane, nudne? Niestety, taki jest język norm, na których opiera się spawalnictwo. Spróbujmy razem przebrnąć przez ten gąszcz przepisów. Gotowi?
Tysiąc i jedna norma
Załóżmy, że chcesz wdrożyć u siebie w firmie lub masz już wdrożony system zarządzania jakością oparty na normie EN ISO 3834-2, czyli pełne wymagania jakości dotyczące spawania materiałów metalowych. Jednym z wymagań, które ta norma stawia przed tobą jest punkt 16 „Wzorcowanie i walidowanie sprzętu do pomiaru, kontroli i badania”. Jeżeli sięgniesz do tej normy zobaczysz, że za wielu informacji tam nie znajdziesz, jedynie 2 akapity z dość enigmatycznym zapisem, że należy wzorcować i walidować sprzęt używany przy spawaniu i kontroli procesów spawania. Jak szukać dalej informacji i wyjaśnienia tej zagadki? Z pomocą przychodzi norma EN ISO 3834-5 „Dokumenty konieczne do potwierdzenia zgodności z wymaganiami jakości ISO 3834-2, ISO 3834-3 lub ISO 3834-4.” Więc bierzesz kolejną normę, szukasz interesującej cię części i co znowu zauważasz? Norma ta zawiera kilka stron, które w zasadzie są wykazem kolejnych norm ISO powiązanych z EN ISO 3834. To czego szukasz znajdujesz w tablicy 9 EN ISO 3834-5 pt. „Kalibrowanie i walidowanie sprzętu do pomiaru, kontroli i badania”. Okazuje się, że to jeszcze nie koniec twoich poszukiwań. W tej tablicy nie ma bowiem opisu jak należy to robić, a jedynie odniesienie do kolejnej normy EN ISO 17662. Jakie więc masz wyjście? Wchodzisz po raz kolejny na stronę Polskiego Komitetu Normalizacyjnego, kolejny raz zamawiasz normę, kolejny raz wydajesz pieniądze, żeby wreszcie dotrzeć do celu. W momencie gdy już masz tą normę przed oczyma, pojawia się kolejny problem: norma EN ISO 17662 (aktualne wydanie z 2016r.) nie posiada tłumaczenia na język polski. Można zamówić wersję w języku angielskim lub niemieckim. Jeżeli nie znasz którekolwiek z tych języków to przejście przez tematykę zawartą w tej normie będzie skomplikowane. Szczególnie, że jest to specyficzny język techniczny. Postaram się więc tutaj przybliżyć część definicji poświęconych walidacji spawarek.
Zacznijmy od kilku ważnych definicji.
- Walidacja – potwierdzenie, przez przedstawienie dowodu obiektywnego, że zostały spełnione wymagania dotyczące konkretnego zamierzonego użycia lub zastosowania (definicja wg EN ISO 9000:2015)
- Wzorcowanie – czynności ustalające relację między wartościami wielkości mierzonej wskazanymi przez przyrząd pomiarowy, a odpowiednimi wartościami wielkości fizycznych, realizowanymi przez wzorzec jednostki miary (definicja wg Obwieszczenia Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 30 stycznia 2018r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy – Prawo o miarach).
- Kalibracja – zestaw operacji, który ustala, w określonych warunkach, związek między wartościami wielkości wskazanymi przez przyrząd pomiarowy lub układ pomiarowy lub wartościami reprezentowanymi przez miarę materiałową lub materiał odniesienia a odpowiednimi wartościami realizowanymi przez normy (definicja wg EN ISO 17662).
- Adiustacja – zbiór czynności wykonanych przy układzie pomiarowym zapewniających, że wartościom wielkości, które mają być mierzone, odpowiadają odpowiednie wskazania (definicja wg Międzynarodowego Słownika Metrologii PKN-ISO/IEC Guide 99:2010).
Jeżeli to nadal jest dla ciebie niezrozumiałe, zajrzyj do wpisu Artura, który w bardzo prosty sposób wyjaśnia powyższe definicje:
Spawarka spawarce nierówna
Możesz się zastanawiać jak należy walidować proces spawania? Zapewne znany jest ci termin WPS, czyli instrukcja technologiczna spawania. Na karcie tej są umieszczone pewne kluczowe informacje tj.
- jaki prąd spawania ustawić na spawarce;
- ile ma wynieść napięcie łuku spawalniczego;
- z jaką prędkością spawać;
- przy spawaniu półautomatycznym MIG/MAG można tam znaleźć informację o prędkości podawania drutu jaką spawacz ma ustawić na spawarce.;
- w metodach spawania, w których wykorzystywany jest spawalniczy gaz osłonowy (argon, CO2, mieszanka) powinna się także znaleźć informacja jaki przepływ gazu ma być ustawiony na reduktorze butli.
Nie są to informacje wyjęte z kapelusza. Parametry, które wyżej wymieniłem mają wpływ na właściwości materiału, który będzie spawany. A zatem wynikają z zakresu kwalifikowanej technologii spawania potwierdzonej protokołem WPQR (welding procedure qualification record). Na tym WPQR podany jest m. in. zakres dla ilości ciepła wprowadzonego do materiału, wyrażonego w kJ na 1 mm spoiny. To taka wartość obliczeniowa, która wynika z kilku zmiennych, tj.:
- Natężenia prądu spawania
- Napięcia łuku spawalniczego
- Prędkości spawania
- Metody spawania
Pierwsze 2 zmienne to wartości, które odnajdziesz na wyświetlaczu spawarki – na amperomierzu i woltomierzu. Wynika z tego, że spawarka też posiada urządzenia pomiarowe. A jeśli posiada urządzenia pomiarowe, to również podlega walidacji.
Żeby być pewnym, że to, co spawacz ustawia na spawarce wg otrzymanego WPSa, ma odzwierciedlenie w rzeczywistości, spawarka musi być – mówiąc potocznie, zbadana! Fachowo nazywa się to walidacją lub kalibracją, ponieważ te terminy są tożsame.
Jeżeli podczas walidacji okaże się, że parametry spawarki odbiegają od tolerancji podanych w normie, wówczas spawarkę należy poddać adiustacji. Mówiąc wprost – oddać do serwisu lub do działu utrzymania ruchu w zakładzie – jeśli takowy posiadasz, żeby tam ją naprawili.
Jakie są te tolerancje dla odchyłek pomiarowych w spawarce?
Wspomniałem o tolerancjach odchyłek pomiarowych dla wyświetlaczy spawarek, ale nie wspomniałem gdzie ich szukać. Żeby poznać odpowiedź na to pytanie musisz wzbogacić swoją kolekcję norm o jeszcze jedną pozycję.
- EN IEC 60974-14:2019-02 Sprzęt do spawania łukowego — Część 14: Wzorcowanie, walidacja i badania powtarzalności
Zastąpiła ona wycofaną już normę EN 50504. Dopuszczalne odchyłki od wartości rzeczywistej zobrazuje na przykładzie protokołu badania urządzenia spawalniczego.
Zapis, który został wyróżniony na powyższej ilustracji to przekład z normy. Przyznam szczerze, że sam musiałem długo jeszcze po pierwszym przeczytaniu zastanawiać się jak to rozumieć. Wyjaśnię to więc na przykładzie. Załóżmy, że chcesz przeprowadzić walidację amperomierza spawarki inwertorowej przy spawaniu elektrodą otuloną
- Musisz znać maksymalną wartość prądu spawania danego urządzenia np. 250A,
- Załóżmy 5 punktów pomiarowych: 20% prądu maksymalnego, 40% prądu maksymalnego, 60% prądu maksymalnego, 80% prądu maksymalnego, 100% prądu maksymalnego.
- Z zapisu normy wynika, że w punkcie 20%, odchyłka wartości na wyświetlaczu a wartością na twoim mierniku – czyli wartością rzeczywistą może wynosić +/- 2,5% x 250A.
- Szybka matematyka. 20% x 250A = 50A – taki prąd ustawiasz na spawarce, a spawacz spawa. 2,5% x 250A = 6,25 A – +/- tyle może maksymalnie wynosić odchyłka pomiędzy wartością na wyświetlaczu, a tą zmierzoną.
- W punkcie pomiarowym 40% (prąd 100A) robisz analogiczne obliczenia, z tym że wartość odchyłki w tym punkcie pomiarowym może wynosić 10% nastawienia rzeczywistego (to co odczytasz na mierniku). Dopuszczalna odchyłka w tym miejscu pomiarowym, pomiędzy wartością na mierniku, a wartością na wyświetlaczu spawarki powinna wynieść ok 10A.
- Jeszcze tylko pomiary w punkcie 60%, 80%, 100% i gotowe.
- Podobny schemat działania zastosuj do walidacji woltomierza.
- Uzyskane wyniki udokumentuj w postaci protokołu z walidacji.
Walidacja spawarek – jak często to robić?
No cóż dobre pytanie. Zajrzyjmy więc znowu do normy EN ISO 17662. W punkcie 4.2 tej normy odnajdziesz informację o czasookresach kontroli sprzętu pomiarowego używanego w produkcji spawalniczej. Jest tam zapis, że nie rzadziej niż raz do roku taką kontrolę powinniśmy przeprowadzić. Może to być nawet kilka razy w roku. Wiedz jedno, że jeśli przekroczysz ten maksymalny czasookres sprawdzenia – 1 roku, na pewno dostaniesz niezgodność na audycie. Weź też pod uwagę taką sytuację, że spawarka może ulec awarii. Po tym jak zostanie ona naprawiona powinna być przeprowadzona ponowna walidacja. Co więcej, wszystko musimy udokumentować – czyli to, że została poddana naprawie, jak i ponowną walidację. Dopiero wtedy można dopuścić urządzenie do ruchu.
Kto może przeprowadzić walidację spawarki?
Właściwie jeśli masz normę, miernik, który jest skalibrowany i podstawową wiedzę z zakresu pomiarów elektrycznych możesz zrobić to sam. Dobrze jest też zakupić normę PN-EN 60974-4, gdzie opisano, jak powinny wyglądać przeglądy okresowe spawarek. Tylko właściwie, po co to robić samemu? Policz sobie czas i koszty takiego procesu. Czy nie lepiej zlecić to wyspecjalizowanej firmie? Producenci sprzętu spawalniczego np. firma Kemppi ma w swojej ofercie mobilne urządzenie do walidacji spawarek. Dużą zaletą takiego rozwiązania jest, że nie musisz nigdzie transportować swoich spawarek. Mobilna walidacja może zostać przeprowadzona na hali produkcyjnej. Takie sprawdzenie jednej spawarki trwa dosłownie kilka minut. Po walidacji program automatycznie generuje protokół z walidacji.
Walidacja spawarek – cena nie jest taka wysoka!
Rynkowa kwota takiego sprawdzenia mieści się w granicach 300 – 600 zł od urządzenia. Pamiętaj tylko, że walidacja spawarki to nie to samo co testy ochrony przed porażeniem prądem. Ale to już temat na osobny artykuł.
Podsumowanie
Mam nadzieję, że nie wystraszyłem Cię tymi normami. Jeśli nie chcesz się zagłębiać dalej w temat, to w tym artykule znajdziesz najważniejsze rzeczy o walidacji spawarek. Pamiętaj o najważniejszym:
- Jeżeli chcesz utrzymywać system zarządzania jakością wg ISO 3834 w swojej firmie, to bezwzględnie musisz walidować swoje spawarki minimum raz do roku.
- Walidacja musi być udokumentowana, więc zbieraj i archiwizuj protokoły.
- Jeżeli spawarka uległa awarii, to po przeprowadzeniu naprawy, musisz przeprowadzić ponownie jej walidację i to udokumentować.
- Jeżeli w swoim zakładzie masz kilka spawarek i nie posiadasz personelu zajmującego się utrzymaniem ruchu, to walidację będzie się bardziej kalkulowało podzlecić specjalistycznej firmie.
Walidacja spawarki – zrobimy to za Ciebie!
Chcesz mieć pewność, że Twoje spawarki są w pełni sprawne i spełniają wszystkie normy? Zleć walidację naszym specjalistom!
Pomorskie Laboratorium Techniczne zajmie się kompleksową walidacją Twoich spawarek – od pierwszego uruchomienia, przez coroczne kontrole, aż po sprawdzenie po naprawie. Dzięki naszym usługom możesz być pewien, że Twoje urządzenia działają zgodnie z wymaganiami norm ISO.
Skontaktuj się z nami już teraz, aby otrzymać darmową wycenę! Napisz na adres: laboratorium@pomorskielt.pl.
Bardzo łatwo pogubić się w rozumieniu co do wymagań nadzoru sprzętu kontrolno-pomiarowego. Kalibracja mylona jest z legalizacją, a adiustacja z walidacją itd. itd. Nie uciekniemy od nadzoru sprzętu, jest to wymóg prawny i systemów zarządzania, ale możemy uciec od pomyłek. Dlatego właśnie powstał ten wpis, aby raz na zawsze rozprawić się z zawiłym słownictwem.
Co to jest legalizacja sprzętu pomiarowego?
Legalizacja jest podyktowana wymaganiami prawnymi i rozporządzeniem ministra rozwoju i finansów.
Co to oznacza w praktyce? Oznacza to, że każdy sprzęt pomiarowy znajdujący się na liście podlega cyklicznemu przeglądowi i określeniu spełnienia wymagań. Legalizacja przeprowadzana jest przez zewnętrzne firmy, posiadające stosowne uprawnienia.
Legalizacją podlegają przyrządy:
- w ochronie zdrowia, życia i środowiska
- ochronie bezpieczeństwa i porządku publicznego
- w ochronie praw konsumenta
Legalizacja staje się wymogiem prawnym, jeżeli dany przyrząd, którego chcesz użyć, służy do określenia miary, która z kolei będzie determinowała o cenie wyrobu, który mierzymy. Upraszczając sprawę podam przykład. Hurtownia stali sprzedaje pręty walcowane, gładkie. Cena jest ustalona za metr bieżący takiego pręta. Jak chcesz zakupić, dajmy na to 6 m takiego pręta, to pracownik powinien zmierzyć to miarą poddaną legalizacji, żeby cię przypadkiem nie oszukać na metrażu.
Z punktu widzenia sprzętu spawalniczego, legalizacji podlegają przyrządy, których producenci gazów spawalniczych używają do pomiarów, przy napełnianiu pustych butli wszelakimi gazami przeznaczonymi do procesu spawania (argon, tlen CO2 itd.).
Legalizacji przyrządów pomiarowych w Polsce wykonuję Główny Urząd Miar.
Czy swoje przyrządy pomiarowe, którymi mierzę odchyłki od tolerancji wg normy, muszę legalizować? Nie, takie przyrządy podlegają kalibracji.
Co to jest kalibracja sprzętu pomiarowego?
Kalibracja pomiarowego sprzętu spawalniczego to nic innego potwierdzenie funkcjonalności tego sprzętu. Należy potwierdzać tę funkcjonalność według ustalonych interwałów. Dlaczego? Ponieważ brak weryfikacji może doprowadzić do utraty właściwości i podawania nieprawidłowych wartości np. źle zmierzysz tolerancje odchyłek w odniesieniu do normy.
Pomimo dobrze nastawionych parametrów na wejściu, możemy otrzymywać inne parametry na wyjściu i nawet o tym nie wiedzieć.
Co za tym idzie, przełoży się to na jakość wykonywanej pracy, a tego zdecydowanie chcemy uniknąć ;).
Ujmując nieco inaczej kalibrację (lub wzorcowanie, bo to nazwa wymienna) – Kalibracja to metoda stwierdzenia odchyłki pomiędzy rzeczywistym wynikiem a wynikiem oczekiwanym (wymaganym).
Szybki przykład: Suwmiarka pokazuje nam wynik 0,12 mm, a powinna 0,13 mm. Odchyłka wynosi 0,01 mm.
Kalibracja wykonywana jest przez specjalistyczne jednostki wewnętrzne lub zewnętrzne, posiadające sprzęt i przede wszystkim wzorce do kalibracji.
W celu potwierdzenia zdolności pomiarowych danego sprzętu należy przechowywać świadectw wyniku kalibracji oraz oznaczyć okres ważności kalibracji na samym sprzęcie.
Aspekt ten jest bardzo często weryfikowany przez audytorów. Dlaczego? Ponieważ jest najłatwiejszy do sprawdzenia.
Ciekawy aspekt, bo często mylony z kalibracją. Walidacja w odniesieniu do kalibracji sprzętu pomiarowego jest wynikiem, dowodem przeprowadzenia udanej kalibracji.
Co to jest walidacja sprzętu pomiarowego?
To nic innego jak przedstawienie obiektywnego dowodu, że sprzęt pomiarowy spełnia swoją funkcjonalność.
Co to jest adiustacja sprzętu pomiarowego?
Jeszcze Wam mało specjalistycznych słówek :)? Łapcie następne – adiustacja.
Adiustacja to odpowiedź na nieudaną kalibrację. Ok, nie ma nieudanych kalibracji. Kalibracja to proces dający wyniki pozytywny lub negatywny.
W przypadku wyniku pozytywnego tworzone jest świadectwo i przedłużany jest okres kalibracji.
A co w przypadku wyniku negatywnego? Czy powinniśmy wyrzucić sprzęt i kupić nowy?
Niekoniecznie. Istnieje możliwość adiustacji, czyli doprowadzenia przyrządu pomiarowego do stanu działania. Doprowadzenie do spełnienia funkcjonalności.
Adiustacja powinna być udokumentowana i przeprowadzana przez kwalifikowane jednostki.
Dlaczego kalibracja sprzętu pomiarowego jest wymagana?
Powodów wiele, a najważniejsze to życie i bezpieczeństwo ludzi. Często konstrukcję spawane pośrednio przekładają się na te najważniejsze czynniki.
Do otrzymania wysokiej jakości połączeń spawanych potrzebujemy 100% pewności, że parametry zadane na wejściu dadzą nam pożądany efekty na wyjściu.
Zdaje sobie sprawę, że po 100-tnej udanej kalibracji wpada się trochę w rutynę i przechodzi do tych czynności mechanicznie. Należy jednak ciągle z tyłu głowy mieć na uwadze, jak ważny jest to proces z punktu widzenia zapewnienia nie tylko jakości wyrobu, ale również bezpieczeństwa.
Co ciekawe, w przypadku negatywnego wyniku kalibracji warto podjąć działania identyfikujące jak duża część produkcji może posiadać niezgodność. Tak, używanie sprzętu nieskalibrowanego to potencjalnie niezgodny produkt.
Następne kroki to ocena techniczna tego, czy produkt taki można normalnie dopuścić do użytkowania. Chodzi o ocenę wpływu odchyłki na funkcjonalność i wymagania co do produktu.
Podsumowanie
Mam nadzieję, że ten wpis rozwiał Wasze wątpliwości na temat słownictwa związanego z nadzorem sprzętu pomiarowo-kontrolnego, używanego w produkcji spawalniczej. Życzę Wam jak najwięcej udanych kalibracji i jak najmniej problemów w tym temacie. Jeżeli coś należy jeszcze rozwinąć w tym temacie, dajcie znać.
Autor: Artur Mydlarz