Veranstaltungsbericht

Mehr als ein Schweißerfrühstück

Ein Update für Praktiker

Unter dem Titel „Schweißerfrühstück“ hat Matthias Huke von TÜV Nord Systems dieses Jahr sechs Veranstaltungen an sechs Standorten organisiert. Insgesamt haben ca. 500 Zuhörer an der Vortragsreihe teilgenommen. Beim jüngsten Termin in Essen ging es um die DIN EN ISO 15614-1, die Qualifizierung von ZfP-Personal und um fachgerechtes Verzinken von Druckbehältern.

Die überarbeitete DIN EN ISO 15614-1 (siehe 2018 mb 5 und mb 6) ist seit Januar dieses Jahres hierzulande anwendbar, bis Ende 2018 soll sie harmonisiert sein. „Alte Verfahrensprüfungen nach früheren Ausgaben behalten weiterhin ihre Gültigkeit“, versicherte Dipl.-Ing. Frank Gröning von TÜV Nord Systems. Zudem gilt die DIN EN ISO 15614-1 auch für Ausbesserungsschweißen und Auftragsschweißen, allerdings nicht als Ersatz für die DIN EN ISO 15614-7.

Gröning machte darauf aufmerksam, dass mit der neuen DIN EN ISO 15614-1 zwei Stufen für die Verfahrensprüfung möglich sind. Basiert Stufe 1 auf Anforderungen aus dem ASME Code Sec. IX, so basiert Stufe 2 auf früheren Ausgaben der DIN EN ISO 15614. „Für Druckgeräte ist nur Stufe 2 anwendbar“, stellte er klar und wies auf die Tabelle 12 der DIN EN 1090-2 hin. „Dort wird für die Schweißverfahrensprüfung nach EN ISO 15614-1 die Stufe 2 gefordert.“ Der Prüfumfang in Stufe 2 ist gegenüber Stufe 1 größer, die Stufe 2 qualifiziert automatisch auch die Stufe 1: „Wann und wo wir mit Stufe 1 arbeiten, ist unklar“, stellte Gröning fest und ließ deshalb im Vortrag die Stufe 1 außer Acht.

Änderungen der DIN EN ISO 15614-1

Als eine wesentliche Änderung der überarbeiteten DIN EN ISO 15614-1 nannte der Experte vom TÜV Nord Systems die Abgrenzung für Ni-Legierungen (Tabelle 6): Es wurde auf wesentlich mehr Werkstoffkombinationen zwischen Stahl und Ni-Legierungen erweitert. Die Abgrenzung der Werkstoffgruppe für Stähle (Tabelle 5) hat sich teilweise geändert – z.B. geschweißt: Gruppe 6 mit Gruppe 6; schließt 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5 und 6-6 ein.

Neu aufgenommen wurde die Angabe und Abgrenzung der Dicke für das Schweißgut (s), für die Werkstoffdicke bei größeren Abmessungen liegt eine neue Einteilung vor.

Des Weiteren machte Gröning auf die Änderungen hinsichtlich des Geltungsbereichs (≥ 0,5 D) für die Durchmesser von Rohren und Rohrabzweigungen aufmerksam, eine Vereinfachung für Schweißprüfungen.

Im Wesentlichen unverändert sind Schweißposition, Stoßart beziehungsweise Nahtart geblieben. Auch die Vorgaben zu den Schweißzusatzwerkstoffen sind unverändert, neu ist die Temperaturangabe für den Kerbschlagbiegeversuch. Es heißt nun, wenn der Kerbschlagbiegeversuch bei einer T< -20°C gefordert ist, dann wird bei 111, 114, 12, 136 und 132 der Schweißzusatz im Geltungsbereich auf den Zusatzhersteller (Herstellerbezeichnung) beschränkt.

Hinsichtlich Vorwärm- und Zwischenlagentemperatur sowie Wärmenachbehandlung ist die DIN EN ISO 15614-1 in den entscheidenden Punkten gleichgeblieben. Änderungen gibt es zur Wärmeeinbringung (Lichtbogenenergie), die Einschränkungen mit sich bringt. Zur Berechnung gibt es zwei Varianten: A: ISO/TR 18491 (Lichtbogenenergie) und B: ISO/TR 17671-1;

Die eingesetzte Variante muss im Prüfbericht und im Zertifikat angegeben werden. Nach Information von Gröning soll Variante B bevorzugt werden.

Besonderheiten bei Schweißprozessen

Auch für die Schweißprozesse wurden mit Überarbeitung der Norm einige Besonderheiten eingeführt. Aus dem Vortrag von Gröning soll das Unterpulverschweißen (UP) erwähnt werden, für das nun jede Art der Elektrode separat qualifiziert werden muss. Beim Plasmaschweißen besteht eine neue Regelung bei Änderung der Schweißnahtvorbereitung, wenn Anforderungen an die Kerbschlagarbeit gefordert sind. Für MAG-Verfahren ist die Art des Tropfenüberganges wie bei ISO 9606-1 geregelt, Maschinendaten sind zu dokumentieren und der CO2-Gehalt für Schutzgas ist anstatt auf ± 10% auf ± 20% des nominalen Anteils festgelegt.

Betriebsinternes ZfP-Personal

Über Prüfungsorganisation und -verfahren zur Qualifikation des Personals, das zerstörungsfreie Prüfungen an dauerhaften Verbindungen von Druckgeräten durchführt, referierte Dipl.-Ing. Vladimir Noskov von der ZfP-Personalzertifizierung TÜV Nord Systems. Die Zertifizierungsstelle für ZfP-Personal prüft nach DIN EN ISO 9712. Zu den Prüfverfahren gehören u.a. die Ultraschallprüfung, Magnetpulverprüfung und Sichtprüfung.

Ein Prüfer der Stufe 1 kann das absolvierte ZfP-Verfahren nach einer detaillierten Prüfanweisung oder unter Aufsicht einer höher qualifizierten Person durchführen.

Personal der Stufe 2 kann eine Prüfung nach seiner erstellten ZfP-Prüfanweisung abgeleitet aus einer Verfahrensbeschreibung ausführen und darf die Prüftechnik auswählen, die Anwendungsgrenzen festlegen, die Prüfergebnisse bewerten und Mitarbeiter in der Stufe 1 und 2 überwachen und anleiten.

Personal der Stufe 3 kann zudem neue Verfahrensbeschreibungen erstellen sowie das Prüfpersonal in allen Stufen überwachen.

Voraussetzungen für die Prüfungen

Erstens muss die körperliche Eignung durch eine ausreichende Sehfähigkeit nachgewiesen werden. Hierbei ist die nach Norm (ISO 9712) geforderte Nahsehfähigkeit und das Farbsehvermögen nachzuweisen. Experte Noskov wies daraufhin, dass eine Rot-Grün-Farbsehschwäche unerheblich ist. „Zwar kann dieser Mitarbeiter die Anlauffarben nicht prüfen, aber das Zertifikat mit der Qualifikationsprüfung erwerben.“

Zweitens muss der Kandidat einen Nachweis des Arbeitgebers über bereits unter qualifizierter Aufsicht gesammelte industrielle Erfahrung vorlegen. Je nach Verfahren und Stufe variiert die erforderliche Mindesterfahrungszeit zwischen einigen Tagen und mehreren Wochen.

Drittens müssen theoretische und praktische Schulungen in von der Zertifizierungsstelle anerkannten Ausbildungs- und Schulungszentren besucht werden. Die Mindestschulungszeiten variieren je nach Verfahren und Qualifizierungsstufe von 16 bis 80 Stunden.

Die Prüfung für die Stufen 1 und 2

In den zwei Theorieteilen müssen Multiple-Choice-Fragen beantwortet werden.

Der erste Teil ist eine allgemeine Prüfung; Themen sind z.B. physikalische Grundlagen und Werkstoffkunde.

Der zweite Teil ist die spezielle Prüfung und behandelt Themen wie z.B. verfahrens-, produkt- und normenspezifische Kenntnisse.

In der anschließenden praktischen Prüfung muss der Kandidat mehrere Werkstücke prüfen und die Ergebnisse protokollieren. Die Kandidaten der Stufe 1 folgen dabei einer Prüfanweisung, während die Kandidaten der Stufe 2 die Prüftechnik selbst auswählen. Zusätzlich müssen die Kandidaten der Stufe 2 eine Prüfanweisung für ein vorgegebenes Prüfstück erstellen.

Prüfung für Stufe 3

Um zur Prüfung in der Stufe 3 zugelassen zu werden, muss ein Kandidat eine erfolgreich abgeschlossene praktische Stufe 2–Prüfung nachweisen können.

In der Prüfung der Hauptverfahren werden Kenntnisse über das angewendete Prüfverfahren, bestehend aus zwei schriftlichen Multiple-Choice-Teilen, und die Erstellung einer Verfahrensbeschreibung abgefragt.

In der Prüfung der Grundlagenkenntnisse wird Wissen über Werkstoffkunde, Verfahrenstechnologie, das Qualifizierungs-und Zertifizierungssystem nach DIN EN ISO 9712 sowie Stufe 2–Kenntnisse aus mindestens vier anderen Verfahren abgefragt.

Alle Teilprüfungen werden separat bewertet. Um den Test zu bestehen, müssen jeweils mindestens 70% der Punkte erreicht werden. Prüfungsteile können zweimal wiederholt werden. Bei Bestehen ist der Kandidat qualifiziert. Das Zertifikat erhält die Person erst nach Antragstellung. Damit dies gültig ist, benötigt das Dokument die Prüfautorisierung durch den Arbeitgeber. Das Zertifikat ist fünf Jahre lang gültig, vorausgesetzt die jährliche Sehfähigkeitsprüfung wird erfolgreich absolviert, die fortlaufende Prüftätigkeit nachgewiesen und nicht gegen berufsethische Regeln verstoßen. Nach weiteren fünf Jahren muss eine Rezertifizierungsprüfung abgelegt werden.

Verzichtet der Arbeitgeber auf das Zertifikat, trägt statt der  Zertifizierungsstelle er die Verantwortung, dass vorgegebene Wiederholungsprüfungen absolviert werden. „Indem der TÜV das Zertifikat verwaltet, hat das Unternehmen eine Art Versicherung für die reguläre Prüftätigkeit seines Mitarbeiters“, betont Noskov.

Feuerverzinkte Druckbehälter

Für den verfahrensbedingten Tauchprozess während der Vorbehandlung und in der Zinkschmelze müssen Bauteile mit groß dimensionierten Zu-, Ablauf- und Entlüftungsöffnungen versehen werden. Behälter müssen so gestaltet werden, dass die gesamte Luft der Hohlkonstruktion beim Verzinkungsvorgang entweichen kann. Nur so kann das Bauteil vollständig in die Zinkschmelze eingetaucht werden. Zink muss an jede Stelle der Konstruktion gelangen können und in Hohlräume vollständig hinein- und herauslaufen können. Geschlossene Behälter und große Überlappungsflächen müssen entweder vermieden oder mit Entlüftungsöffnungen versehen werden, anderenfalls können gefährliche Explosionen beim Verzinken entstehen. Dipl.-Ing., SFM Gunnar Pöppe vom Institut Feuerverzinken in Düsseldorf wies in seinem Vortrag auf die Besonderheiten beim Verzinken von Druckbehältern hin.

Empfehlung für Hohlprofile

Für Hohlprofile empfahl er auch hinsichtlich Arbeitssicherheit eine Mindestanzahl an Öffnungen mit einem Mindestloch-Ø in mm. Bei Behälterkonstruktionen ist darauf zu achten, dass Anschlüsse, Flansche und Stutzen so groß wie möglich ausgebildet sind und stets so angebracht werden, dass sie möglichst bündig mit der Oberfläche des Behälters abschließen. Hierdurch wird sichergestellt, dass das in der Regel große Luftvolumen beim Eintauchen in die Zinkschmelze entweichen kann und der Behälter nicht aufschwimmt. Zudem werden hierdurch das Ausschleppen von Zink und Fehlstellen durch Lufteinschlüsse vermieden. Lufteinschlüsse entstehen unter anderem durch eingezogene Rohrstutzen oder durch Entlüftungsöffnungen, die nicht an der obersten Stelle des Behälters angebracht sind.

Große und schwere Behälter sollten möglichst mit Aufhänge-Ösen versehen werden. Aufhängepunkte wie auch die maximalen Abmessungen und das maximale Gewicht von Behältern sollten frühzeitig mit der Feuerverzinkerei abgestimmt werden. Bei großen Behältern muss die Tragfähigkeit von Aufhängepunkten berechnet werden.

Ein- und Auslässe von Behältern müssen auf gegenüberliegenden Seiten angebracht werden. Innere Trennwände und Steifen müssen zudem an den Ober- und Unterkanten Aussparungen bzw. Freischnitte sowie Durchflussöffnungen aufweisen. Diese sollten durch die Revisionsöffnung (Mannloch) zu sehen sein. Bei großen oder komplexen Behältern empfiehlt sich im Vorfeld eine Abstimmung mit der Feuerverzinkerei.

Als Vorteile von verzinkten Druckbehältern nannte Pöppe: Korrosionsbeständigkeit, leichte und schnelle Montage sowie eine enorme Langlebigkeit. Die Optik der Feuerverzinkung, ob silbrigglänzend oder mattgrau, wird von der Stahlzusammensetzung beeinflusst. Die Stahlauswahl zum Feuerverzinken muss deshalb zwischen Fertigungsbetrieb und Stahlhändler nach EN 10025 vereinbart werden.

Typische Verzinkungsfehler

Pöppe nannte in seinem Referat auch einige typische Fehler beim Feuerverzinken von Stahlkonstruktionen. Durch Schlacke und Schweißfehler kann es beispielsweise zu Fehlstellen des Zinküberzugs kommen. Zu Fehlstellen des Überzugs kann es auch durch den Einbrand von Ölen und Fetten kommen. Markierungen mit ungeeigneten Fett- und Ölstiften auf dem Stahlbehälter können nach dem Zinküberzug sichtbar sein. ⇥ma

Veranstaltungen des TÜV Nord  unter Termine: www. metallbau-magazin.de

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