Prohlášení
Byl jsem seznámen s tím, že na mou diplomovou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.
Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé diplomové práce pro vnitřní potřebu TUL.
Užiji-li diplomovou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědom povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto případě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.
Diplomovou práci jsem vypracoval samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím diplomové práce a konzultantem.
Datum
Podpis
Anotace
Tato diplomová práce se zabývá porovnáním dodavatelů v oblasti svařování z pohledu jejich kvality výroby. Je porovnáváno celkem sedm výrobců potravinářských a chemických zařízení. Data jsou získána ze záznamů o jednotlivých zkouškách svarů.
Mezi hlavní body této práce patří jednotlivá porovnání jakosti jednotlivých výrobků, které jednotliví výrobci vyprodukovali. Hlavním srovnávacím ukazatelem je porovnání všech výrobců z hlediska jakosti výrobků. Dále je zkoumáno, jak svářeči odvádějí svoji práci. Na základě těchto zjištěných údajů jsou navrhnuta jednotlivá opatření pro zvýšení jak technologického, tak administrativního procesu zvýšení jakosti výroby.
Klíčová slova:
Svar Svářeč
Zamítnuté svary Kontrola kvality
Annotation
This thesis deals with the comparison of suppliers( in welding) in terms of their quality. Comparing six producers of food and chemical facilities. Collecting data from records of individual rest welds. The main points of this work is compare the quality of each product and from the perspective of all the product produced by a single manufacturer. The main comparative indicator is comparison of all manufacturers in terms of quality manufacturers. Furthermore, compared to individual welders doing their jobs. Based on these data. I found suggested various measures to increase as technological, administrative process, but most important is to increase production quality.
Key words:
Welding Welder
Rejected welds Quality control
Poděkování
Touto cestou bych chtěl poděkovat firmě ZVU Engineering, že mi umožnila realizovat tuto diplomovou práci. Dále bych chtěl poděkovat panu Otokarovi Buzkovi za technické rady. A v neposlední řadě děkuji své rodině za morální podporu.
Obsah
SEZNAM ZKRATEK ... 12
1. ÚVOD DIPLOMOVÉ PRÁCE ... 13
2. ZVU - ENGINEERING ... 14
3. ZJIŠTĚNÍ VAD U TLAKOVÝCH ZAŘÍZENÍ ... 16
3.1. TYPY VAD ... 16
3.2. ROZDĚLENÍ VAD SVARŮ... 17
3.3. PŘÍČINY VZNIKU VAD ... 18
3.4. DUTINY ... 18
3.5. VMĚSTKY ... 19
3.6. STUDENÝ SPOJ ... 20
3.7. VADY TVARU A ROZMĚRŮ ... 20
3.8. HODNOCENÍ VAD ... 21
3.9. KONTROLA SVARŮ... 21
3.10. NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVAŘOVÁNÍ... 22
3.11. VIZUÁLNÍ ZKOUŠKA ... 23
3.12. ZKOUŠKA PENETRAČNÍ – KAPILÁRNÍ ... 24
3.13. ZKOUŠKA MAGNETICKÁ PRÁŠKOVÁ ... 26
3.14. ZKOUŠKA ULTRAZVUKOVÁ ... 27
3.15. ZKOUŠKA PROZÁŘENÍM (RTG) ... 29
3.16. DALŠÍ ZKOUŠKY ... 31
3.17. DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY ... 31
3.18. KVALIFIKACE PRACOVNÍKŮ PRO SVAŘOVÁNÍ ... 32
3.19. ZÁKLADNÍ KURZ SVÁŘEČE... 32
4. ROZBOR VÝROBCŮ ... 34
4.1. ROZDĚLENÍ VÝROBCŮ ... 34
4.2. VADY ZJIŠTĚNÉ NDT ... 37
4.3. NEPŘÍPUSTNÉ VADY ... 38
4.4. PODÍL ZAMÍTNUTÝCH SVARŮ U JEDNOTLIVÝCH VÝROBCŮ ... 39
5. ANALÝZA JEDNOTLIVÝCH SVÁŘEČŮ ... 40
5.1. SVÁŘEČI VÝROBCE A ... 40
5.2. SVÁŘEČI VÝROBCE B ... 42
5.3. SVÁŘEČI VÝROBCE C ... 44
5.4. SVÁŘEČI VÝROBCE D ... 45
5.5. SVÁŘEČI VÝROBCE E ... 46
5.6. SVÁŘEČI VÝROBCE F ... 49
5.7. SVÁŘEČI VÝROBCE G ... 51
5.8. PŘEHLED SVÁŘEČŮ V JEDNOTLIVÝCH KATEGORIÍCH ... 53
6. ANALÝZA NÁKLADŮ NA OPRAVU SVARŮ ... 54
6.1. NÁKLADY VÝROBCE A ... 55
6.2. NÁKLADY VÝROBCE B ... 57
6.3. NÁKLADY VÝROBCE E ... 59
6.4. NÁKLADY VÝROBCE F ... 60
6.5. NÁKLADY VÝROBCE G ... 62
6.6. CELKOVÉ VYČÍSLENÍ NÁKLADŮ NA OPRAVU SVARŮ ... 63
7. OPATŘENÍ PRO ZVÝŠENÍ KVALITY TLAKOVÝCH ZÁŘÍZENÍ... 65
7.1. ROZDĚLENÍ ZAMÍTNUTÝCH SVARŮ PODLE TYPU SPOJE ... 65
7.2. MOTIVAČNĚ REPRESIVNÍ SYSTÉM ... 67
7.3. ROZDĚLENÍ SVÁŘEČŮ DO JEDNOTLIVÝCH KATEGORIÍ ... 69
7.4. OPATŘENÍ PRO SVÁŘEČE VKATEGORII I ... 70
7.5. OPATŘENÍ PRO SVÁŘEČE VKATEGORII II ... 71
7.6. OPATŘENÍ PRO SVÁŘEČE VKATEGORII III ... 72
7.7. NÁVRH OPATŘENÍ PRO ZVÝŠENÍ KVALITY VÝROBKŮ ... 74
8. VÝSLEDEK DIPLOMOVÉ PRÁCE ... 76
9. POUŽITÁ LITERATURA ... 79
10. SEZNAM OBRÁZKŮ ... 81
11. SEZNAM TABULEK ... 83
SEZNAM PŘÍLOH... 84
SEZNAM ZKRATEK
NDT – nedestruktivní zkoušky Aa – bubliny
Ab – póry
Ba – okrouhlé struskové vměstky Bb – protáhlé struskové vměstky C – studený spoj
D – neprovařený kořen E – trhliny
F – zápal
FF – vada snímku
1. ÚVOD DIPLOMOVÉ PRÁCE
Cílem této diplomové práce je zjistit, jak jsou jednotliví výrobci kvalitní. Je porovnáváno celkem sedm výrobců tlakových zařízení z celé České republiky. Na základě provedených zakázek jednotlivých výrobců od roku 2008 až po rok 2012 byli zjištěny různé typy vad. Analýza probíhala tak, že ke každému zařízení je dodáván pasport, který je nedílnou součástí každého zařízení. V pasportu je uvedeno, z jakého materiálu je zařízení provedeno, NDT zkoušky jednotlivých svarů i výkresová dokumentace. Na základě NDT zkoušek, které byly svary podrobeny, byla zjištěna kvalita výrobků. Na základě údajů z jednotlivých výrobků byla zjištěna vytíženost jednotlivých svářečů konkrétního výrobce. Během výroby jednotlivých výrobků se objevovaly zamítnuté svary. Díky zjištěným údajům se určil charakter příslušných vad v jednotlivých svarech. Po konzultaci s vedením podniku byly stanoveny dvě horní mezní hranice. Pro výrobce byla určena mezní hodnota, která je rovna 2,5 % podílu zamítnutých svarů ke všem provedeným svarům. Tato hodnota je reálně přijatelná pro výrobu. Tato hodnota rozděluje výrobce do dvou kategorií. Při hodnotě vyšší než 2,5 % bude potřeba provést opatření ke snížení zamítnutých svarů. Druhá mezní hodnota, je stanovena pro jednotlivé svářeče. Tato hodnota je stanovena na 5 % podílu zamítnutých svarů ke všem provedeným svarům. U svářečů, kteří vykazují hodnotu vyšší než 5 % podílu zamítnutých svarů ke všem provedeným svarům, budou navrhnuta opatření pro zvýšení kvality výroby.
Na analýzu jednotlivých svářečů byla vypracována rozvaha nákladnosti na opravu zamítnutých svarů.
Cílem diplomové práce je navrhnutí jednotlivých systémových opatření pro zvýšení kvality dodavatelů a zaměření se na kritická místa výroby a navržení jejich odstranění.
2. ZVU - ENGINEERING
Firma ZVU Engineering v současné době zaměstnává 40 zaměstnanců. Firma vznikla v roce 2000 a je pokračovatelem 140-ti leté tradice strojní výroby v Hradci Králové.
ZVU Engineering a.s. je od svého vzniku v roce 2000 přímým pokračovatelem 140- ti leté tradice strojírenské výroby podniku ZVU a jeho právních předchůdců. Od založení První české akciové strojírny v Hradci Králové v roce 1869. Tento podnik vyráběl stroje a zařízení pro domácí a zahraniční potravinářský průmysl. Ve 20. století se tento program rozšířil i na výrobu a dodávky celků pro chemický průmysl a energetiku. [1]
Obrázek 1. Firma ZVU Engineering a.s. [1]
Nabídka služeb firmy ZVU Engineering a.s.
ZVU Engineering patří mezi významné inženýrské společnosti v oborech průmyslové chemie, energetiky, koksárenství a zplyňování uhlí. ZVU Engineering nabízí technická řešení vyznačující se efektivní ekonomikou provozu a vysokou spolehlivosti zařízení. Mezi nabízené činnosti patří zejména:
konzultační činnost v etapě plánování realizace,
základní projektová dokumentace provozních souborů,
realizační projektová dokumentace provozních souborů,
zpracování inženýrských specifikací dodávek, návrh a výběr dodavatelů, příprava kontraktačních jednání, technicko-obchodní sledování plnění smluv,
engineering, dodávka, montáž a uvádění do provozu provozních souborů a celků formou „na klíč“,
analýza skutečného stavu provozovaného zařízení z hlediska budoucí životnosti,
provádění rekonstrukce stávajícího dlouhodobě provozovaného zařízení,
Obrázek 2. Čištění bioplynu.[2]
Obrázek 3. Tlakové zařízení. [2]
3. ZJIŠTĚNÍ VAD U TLAKOVÝCH ZAŘÍZENÍ
V této kapitole byly rozebrány jednotlivé vady vzniklé při svařování tlakových zařízení. Dále je zde popsán způsob kontroly svarů, jakou metodou se provádí. A v neposlední řadě i kvalifikace jednotlivých svářečů.
3.1. Typy vad
Ve skutečnosti není žádný kovový materiál zhotovený běžnými technickými postupy (tedy nikoli pokusně v laboratoři ve zvláštních podmínkách) bez vad. V každém kovovém materiálu je již od výroby veliké množství submikroskopických vad (na úrovni krystalových mřížek, atomů a zrn), které zcela zásadně ovlivňují vlastnosti každého kovového materiálu. Takovéto vady obsahují, ale všechny technicky vyrobené materiály, a proto si to mnohdy ani neuvědomujeme a zaměřujeme se hlavně na vady makroskopické, které jsou snadněji zjistitelné a jsou pochopitelnější. Dále se proto budeme zabývat již jen vadami makroskopickými, které jsou mnohem snáze zjistitelné běžnými technickými prostředky, a které podstatně určují tu část užitných vlastností, kterou můžeme technicky ovlivnit, například správnou technologii svařování. [3]
Vadou výrobku se obecně rozumí každá odchylka od vlastností předepsaných technickými normami, technickými podmínkami případně smluvním vzorkem. Vady výrobku mohou být zjevné, které lze zjistit při prohlídce výrobku pouhým okem nebo jednoduchými pomůckami nebo skryté, které obvykle zjistíme pomocí přístrojů nebo laboratorními zkouškami. Podle ustanovení příslušných předpisů, mohou být vady přípustné nebo nepřípustné. Vady přípustné jsou takové, které normy, technické podmínky nebo smluvní vzorek dovolují a jejich odstranění není nutné. Vady nepřípustné jsou takové, které neodpovídají povoleným hodnotám. Tyto vady mohou být buď opravitelné, nebo neopravitelné. [3]
Problémy vznikající u všech procesů svařování se převážně týkají necelistvostí.
Defekty vyskytující se ve svarových spojích a návarech můžeme rozdělit do dvou hlavních skupin. Jsou to vady plošné a objemové. Do první skupiny zařazujeme vady typu trhlin, neprůvarů a studených spojů, do druhé potom především vady typu pórů, bublin, kovových i nekovových vměstků, ale také zápaly vruby, nedodržení rozměrů a nepravidelnost povrchu svarů. [3]
3.2. Rozdělení vad svarů
Vady svarů se rozdělují podle polohy vady ve svaru na:
vady povrchové, které se nacházejí na povrchu svaru,
vady vnitřní, které se vyskytují pod povrchem svaru a nevystupují vůbec na povrch svaru,
Podle charakteru se rozdělují a číselně označují v souladu s normou ČSN EN ISO 6520- 1 na:
trhliny (ty se dále dělí na např. podélné, příčné, kráterové, nespojité, rozvětvené),
dutiny (např. póry, bubliny, staženiny – vyskytují se jako jednotlivé nebo ve shlucích a řádcích),
vměstky (např. struskové, tavidlové, kovové),
studený spoj (není zde kovová vazba, materiál nebyl nataven a je pouze
„nalepený“) neboli neprůvar, neprovařený kořen (když jedna nebo obě strany svarové plochy kořene nejsou nataveny),
vady tvaru a rozměru (zápaly, vruby v kořeni, vruby mezi jednotlivými housenkami, nadměrné převýšení svaru, přetečení krycí nebo kořenové vrstvy, lineární přesazení, neúplné vyplnění svaru, nepravidelná šířka, vadné napojení),
různé vady (např. stopa po hoření oblouku, rozstřik, vytržený povrch, vada stehu, brusné stopy),
3.3. Příčiny vzniku vad
Trhliny se dělí podle okamžiku vzniku na trhliny za tepla, trhliny za studena, žíhací trhliny a lamelární trhliny. Trhliny za tepla, vznikají při tuhnutí a ochlazování tavné lázně při teplotách 800-1280oC a závisí především na metalurgické čistotě materiálů.
Příčinou vzniku horkých trhlin je tedy především chemické složení základního materiálu (vysoký obsah uhlíku, angan a další legury) případně vyšší obsah síry. Trhliny za studena vznikají po ukončení svařování při teplotách pod 200-300oC a po transformaci austenitu na rozpadové struktury při společném působení vodíku (především difúzního) a tahových napětí ve svaru. Vznikají také u ocelí s vyšším obsahem uhlíku nebo ocelí legovaných. Lamelární trhliny mohou vznikat jak v základním materiálu, tak v místech tepelně ovlivněné zóny, když je tato zóna při svařování namáhána ve směru tloušťky plechu (např. u koutových svarů). Vznikají především za vysokých teplot, ale šířit se mohou i za studena. Žíhací trhliny vznikají při žíhání svarů (např. při rychlém ohřevu na žíhací teplotu) nebo u vícevrstvých svarů.
Vznikají buď v nízkoteplotní oblasti (do 300oC) v důsledku velkého teplotního gradientu mezi povrchem a středem svarového spoje nebo v oblasti dolních žíhacích teplot (500-600oC) především u ocelí na bázi chromu a vanadu. [3]
3.4. Dutiny
Dutiny například póry, bubliny jsou objemové vady kulovitého nebo protáhlého tvaru, vyplněné plynem. Vznikají při nedostatečné ochraně tavné lázně před vlhkostí ve vzduchu, při nedostatečně očištěných svarových plochách, použitím nevysušených bazických elektrod apod. [3]
Dutiny obsahují:
CO - oxid uhelnatý,
D2 – dusík,
H2 – vodík,
H2O – vodní páru, Obrázek 4. Struktura dutin [3]
Příčiny vzniku dutin:
přehřátí lázně a rychlé chladnutí,
plamen s přebytku kyslíku,
plamen s přebytkem acetylenu, strhává aceton (žlutočervená barva plamene)
znečistěný základní anebo přídavný materiál,
rychlé oddálení hořáku od svaru,
vlhkost obalu elektrody,
nesprávná polarita,
velká délka oblouku,
velký svařovací proud,
3.5. Vměstky
Vměstky neboli inkluze mohou být různého typu. Např. struskové vznikají při svařování obalenou elektrodou při nedokonalém odstranění strusky mezi jednotlivými svařovanými vrstvami. Když struska
předbíhá oblouk nebo je špatně položena svarová housenka. Vměstky vznikají především v důsledku nedokonalého čištění povrchu. Vyskytují se především u oxidů hliníku a hořčíku (mají vysoký bod tání).
Kovové vměstky (např. wolframové) vznikají při svařování metodou TIG (WIG), tj. při namočení wolframové elektrody do tavné lázně, nebo při zapalování oblouku dotykem o svařovaný materiál, důsledkem vysokých proudů nebo porušením plynové ochrany. [3]
Obrázek 5. Dutiny [3]
3.6. Studený spoj
Studený spoj je způsoben nedokonalým tavným spojením svarového kovu se základním materiálem nebo navařenou housenkou. Mezi hlavní příčiny patří nízký svařovací proud, nesprávné vedení elektrody, velká rychlost svařování případně nevhodně volený průměr elektrody. Neprůvar, nejčastěji neprovařený kořen, vzniká v důsledku neúplného natavení základního materiálu nebo
přilehlých svarových housenek. Nejčastěji se objevují při svařování metodami MIG/MAG při zkratovém procesu.
Mezi hlavní příčiny vzniku patří špatné sestavení svařovaných součástí před svařováním s malou mezerou v kořeni, nízké nastavení svařovacího proudu nebo vysoká rychlost svařování a předběhnutí svarové lázně.[3]
Obrázek 6. Studený spoj [4]
3.7. Vady tvaru a rozměrů
Vady tvaru a rozměrů, například zápaly na okraji povrchu svaru jsou ostrá, natavená prohloubení na hranicích svarové housenky a základního materiálu a vznikají vytavením základního materiálu. Vzniklý vrub již není zaplněn svarovým kovem.
Častěji se vyskytují u koutových svarů a mezi hlavní příčiny vzniku patří příliš velký svařovací proud, dlouhý oblouk, nevhodný průměr elektrody, případně její špatné vedení. Nadměrné převýšení svaru vzniká nedostatečnou zručností svářeče a lze jej většinou odstranit broušením. Přetečení krycí nebo kořenové vrstvy vzniká často při svařování vodorovného svaru na svislé stěně při použití příliš velkého průměru obalené elektrody a malé zručnosti svářeče. Vadné napojení, nesprávné rozměry svaru, nadměrná šířka, nedostatečná tloušťka koutového svaru jsou většinou způsobeny malou zručností svářeče a lze je následně opravit. [3]
3.8. Hodnocení vad
Pro hodnocení přípustnosti určitého typu vady se vychází z přístupu „vhodnosti pro daný účel“ tj. principu přípustné vady, kdy se vychází ze zkušenosti, že vada ovlivňuje nejvíce porušování křehkým lomem a únavové porušení. To se týká především nejnebezpečnějších vad - trhlin. Jejich hodnocení přípustnosti vychází z teorie lomové mechaniky, jako základního nástroje posouzení vlivu těchto vad na životnost svařovaných konstrukcí. Hodnocení přípustnosti některých dalších druhů vad ve svarech vychází z možné interakce následujících 2 faktorů, geometrie svařované konstrukce a z ní vyplívajícího stavu napjatosti. [3]
Přípustnost vad ve svarech je obecně stanovena druhem, velikostí a četností vyskytujících se vad v závislosti na typu svaru a způsobu namáhání. Stanovuje ji konstruktér na základě předpokládaného provozního namáhání. Pracovník nedestruktivní kontroly potom pomocí příslušných kontrolních metod ověřuje, zda svar stanoveným kritériím vyhovuje. Pracovník provádějící nedestruktivní kontrolu musí být příslušně kvalifikován podle ČSN EN 473. [3]
3.9. Kontrola svarů
Kontrolu svarů (zkoušky svarů) rozdělujeme podle vlivu na svarový spoj na:
nedestruktivní (nedochází k porušení svaru),
destruktivní (s porušením svaru, například jeho rozlomením).
Nedestruktivní zkoušky svarů jsou nejrozšířenější skupinou zkoušek svarových spojů, protože výrobky se po zkoušce dají bez problémů dále používat. Vycházejí z jednoduchého (ale i velmi zjednodušeného názoru), že pokud se ve svarovém spoji nevyskytují vady (nebo jenom malé, málo četné nebo málo závažné vady), tak bude svarový spoj dobře sloužit v provozu. Toto tvrzení je jen částečně platné, ale v praxi většinou nemáme možnost ověřovat zcela prokazatelně všechny užitné vlastnosti
svarových spojů. Např. pevnost svarového spoje, plastické vlastnosti, odolnost proti cyklickému namáhání a podobně nelze vůbec spolehlivě určit z nedestruktivních zkoušek. Proto je nutné přijmout fakt, že nedestruktivní zkoušky prokázaly pouze částečně dosažené užitné vlastnosti svarového spoje. [3]
Zbytek užitných vlastností buď neprokazujeme vůbec (nejde to a nejistotu zohledníme například různými bezpečnostními koeficienty při návrhu a výpočtu svarového spoje), nebo prokazujeme zkouškami destruktivními na zvláštních kusech (zkušebních výrobcích, kontrolních svarových spojích) určených pouze ke zkouškám a pak k likvidaci. Vycházíme pak z předpokladu, že pokud všechny zkoušky zkušebního kusu vyhoví požadavkům, tak tato technologie svařování bude dávat dobré výsledky i u dalších vyrobených kusů. To ale platí za předpokladu, že budeme dostatečně přesně opakovat všechny technologické podmínky použité (zjištěné a zaznamenané) při svařování zkušebního kusu. [3]
U náročných zařízení tlakových nádob, tlakových potrubí nebo vysoce namáhaných stavebních konstrukcí se ověřuje komplexní správnost technologie svařování jak nedestruktivními, tak zkouškami destruktivními. Zkoušky výrobních postupů WPAR se uskutečňují např. pro obloukové svařování podle ČSN EN 288 –3 a na základě těchto zkoušek pak vznikají schválené postupy svařování WPS podle ČSN EN 288 – 2, které obsahují všechny potřebné technologické podmínky pro svařování. Ty se pak používají pro svařování skutečných výrobků. [3]
3.10. Nedestruktivní zkoušky svařování
Nedestruktivní zkoušky představují důležitý článek při zjišťování jakosti ve všech etapách výroby a provozní spolehlivosti. Význam nedestruktivní kontroly spočívá v zajištění kvality výrobku, jeho technické způsobilosti a funkční bezpečnosti. [3]
Základní nedestruktivní metody používané pro kontrolu jakosti svarů dělíme podle toho, zda identifikujeme vady na povrchu svaru nebo uvnitř svaru. K zjišťování
vizuální,
penetrační (kapilární),
magnetická prášková.
Vnitřní vady se zjišťují metodami:
prozářením,
ultrazvukem. [3]
3.11. Vizuální zkouška
Jedná se o nejjednodušší a zároveň nejdostupnější a nejlevnější defektoskopickou kontrolu svarů, kdy pouhou prohlídkou prostým zrakem nebo v přísnější podobě pomocí zraku a optických přístrojů s několikanásobným zvětšením (lupa), zjišťujeme povrchové defekty a ověřujeme splnění podmínek pro další eventuální nedestruktivní kontrolu. Podle přístupnosti kontrolovaného povrchu rozlišujeme vizuální kontrolu přímou (prováděnou pouhým okem nebo při použití jednoduchých optických pomůcek – lupy) a nepřímou (prováděnou pomocí optických přístrojů např. endoskopy, abychom mohli rozeznat na povrchu detaily, které nejsou přímou vizuální zkouškou pozorovatelné, např. vnitřní povrch nádob). [3]
Základem této zkoušky je několik předpokladů: dobře očištěný povrch svaru od strusky, rozstřiku, zkouška by měla být provedena před dalšími technologickými operacemi (např. nátěry), dobře přístupný povrch svaru pro vizuální prohlídku, dobré osvětlení prohlíženého místa přirozeným nebo umělým světlem a ostrý zrak zkoušejícího, který je schopen rozeznat požadované drobné detaily i blízké drobné detaily od sebe odlišit. [3]
Tato kontrola bývá zpravidla doplněna kontrolou vnějších rozměrů svaru, například měřením převýšení svaru (líce i kořene), měření překročení nebo podkročení velikosti koutového svaru, měření úhlu přechodu povrchu svaru a povrchu základního materiálu, měření profilu povrchu svaru, měření hloubky a délky povrchových vad, měření úchylek celého svarového spoje (přesazení) apod. [3]
Závěry a výsledky této zkoušky jsou velmi důležité a mají vždy předcházet všem ostatním kontrolám. Zkušený defektoskopický pracovník již podle vzhledu povrchu jednotlivých vrstev svaru posuzuje jakost práce svářeče a bývá schopen předložit správné závěry o možnosti výskytu vnitřních vad (povrch svaru je nepravidelný, jsou zřetelně vidět místa napojování housenek, je různá šířka krycí housenky, je velmi odlišný povrch svaru v různých polohách). Vizuální hodnocení má následovat po každé dílčí části svařovacího procesu, jehož provedení je spojeno s určitými těžkostmi. V případech dílčí pochybnosti může být vizuální zkouška účelně doplněna magnetickou nebo např. kapilární zkouškou. [3]
Vizuální zkouška je jediná metoda, u které hodnotíme přímo samotné vady, u všech ostatních zkoušek posuzujeme pouze indikace, které ukazují na výskyt možných vad.
Provádění vizuální kontroly se řídí normou ČSN EN 970. [3]
3.12. Zkouška penetrační – kapilární
Tato zkouška umožňuje s poměrně velkou citlivostí zjišťovat povrchové vady, které však musí souviset s povrchem, tzn., že musí být na povrchu otevřené, aby do nich mohla vniknout detekční tekutina. Je tedy založena na vzlínavosti některých kapalin (uhlovodíku, např. petroleje) do otevřených dutin v materiálu. Využívá se tedy u kapilárních jevů, především smáčivostí a vzlínavostí. [3]
Metoda má tyto časové fáze zkoušení. První spočívá v dokonalé přípravě povrchu, umytím a odmaštěním zkoušeného povrchu. Druhou fází je nanesení zkušební kapaliny (penetrantu) na zkoušený povrch (aplikace detekční tekutiny se provádí u menších svařenců ponořením do lázně, u větších pak natíráním nebo nastříkáním - kapalina potom zateče do dutin vad), doba penetrace (působení) bývá 10 – 30 minut. Třetí fází je odstranění přebytku penetrantu umytím povrchu (většinou proudem vody) od zkušební kapaliny (je to poměrně kritická operace, protože nedostatečné odstranění kapaliny vede k výskytu nepravých indikací, naproti tomu příliš důkladné vymývání vede k vyplavení detekční kapaliny z vad). Následuje osušení povrchu a vyvolání indikace, nanesením
„vývojky“ (tzn. vytvoření kontrastního a nasákavého podkladu pro kapalinu vzlínající z dutin vady a zajišťuje lepší viditelnost vady – základem vývojek je bílý prášek, např.
oxid zinečnatý, nejčastěji suspendovaný v těkavém rozpouštědle, např. acetonu).
Poslední fází je prohlídka zkoušeného povrchu a případné posouzení a vyhodnocení indikovaných vad. [3]
Velmi důležité je dodržovat správný postup zkoušení a před kontrolou je důležité důkladné očištění a odmaštění povrchu svarového spoje.
Podle detekčních prostředků rozeznáváme:
metodu barevné indikace (přítomnost vady se projeví vznikem kontrastní barevné indikace, hodnocení se provádí na denním světle,
nejjednodušší je zkouška petrolejem, kdy se vada projeví mastnými skvrnami na povrchu naneseného povlaku z vápna),
metodu fluorescenční (zkušební kapalina je pro zvýšení citlivosti fluoreskující a vada se projeví světélkující indikací při ozáření ultrafialovým světlem, nepoužívá se proto vývojka),
metoda dvouúčelová, kdy použitý penetrant obsahuje fluorescenční látku, která je zároveň barvivem.
Hodnocení je subjektivní a vyžaduje zkušenosti. Výhodou této metody je nenáročnost, nízká cena, snadná indikace vad a poměrně velká citlivost. Nevýhodou je odhalení pouze vad spojených s povrchem, potřeba čistého a hladkého povrchu (Ra 3,2 mikrometru), nestálost výsledků (vady je třeba hledat brzy po nanesení vývojky, po delší době mohou malé vady zmizet, velké se zase rozpijí a jeví se větší) a obtížná registrace vad. Tuto metodu lze aplikovat na všech materiálech (magnetických i nemagnetických) a lze tak zkoušet i těsnost tlakových nádob. I tato zkouška se doplňuje zkouškami prozářením nebo ultrazvukovou zkouškou. Kapilární zkouška se provádí podle normy ČSN EN 579-1 a svary se vyhodnocují podle normy ČSN EN 1289. [3]
3.13. Zkouška magnetická prášková
Tato metoda umožňuje zjišťovat povrchové nebo těsně podpovrchové (max. asi 2-3 mm) vady. Je založena na principu zviditelnění magnetických siločar vystupujících na povrch feromagnetických materiálů (což je určité omezení této metody – feromagnetické jsou např. nelegované a legované oceli kromě ocelí austenitických).
Pokud je na povrchu, nebo těsně pod ním, nějaká vada ve zkoušeném materiálu (která není feromagnetická, např. trhlina, struska, bublina), tak magnetické siločáry
„obcházejí“ tuto vadu a uzavírají se vzduchem a vystupují nad povrch materiálu, kde tvoří tzv. rozptylové magnetické pole. Princip je tedy založen na zjišťování rozptylu magnetického toku, který vznikne ve zmagnetovaném feromagnetickém materiálu v místě necelistvostí (trhlin) nebo náhlé změny magnetických vlastností (struska). [3]
Vystupující siločáry lze zviditelnit například jemným železným prachem, který může být rozptýlený ve vhodné kapalině (např. petrolej) – tzv. polévací zkouška.
V místě, kde vycházejí siločáry z povrchu zkoušeného svaru, dojde k ulpění železného prachu a tím ke zviditelnění vady. V neporušených místech železný prach neulpí a steče dolů. [3]
V místě vzniklého rozptylového pole je prášek přitahován a vytváří zřetelnou stopu, která je obrysem vady. Pro lepší kontrast a zvýšení citlivosti metody natíráme například zkoušený povrch bílou barvou, nebo železný prach značkujeme fluoreskující barvou, která po osvětlení ultrafialovým světlem intenzivně září. [3]
U svarů s austenitickými oblastmi se musí počítat s výskytem nepravých indikací na rozhraní mezi feromagnetickým a nemagnetickým materiálem, stejně tak ke vzniku nepravých indikací dochází, když je zmagnetizovaný materiál poškrábaný. V těchto případech se musí použít jiných metod hodnocení svarů. [3]
Směr průchodu proudu, nebo směr magnetických siločar by měl být pokud možno orientován kolmo na rovinu předpokládané vady. Tehdy je metoda nejúčinnější. Proto v
praxi magnetujeme nejméně ve dvou na sebe kolmých směrech, abychom odhalili pokud možno všechny případné vady. [3]
Výhodou magnetické zkoušky je rychlost, malé náklady na zařízení, snadná obsluha a schopnost odhalit i podpovrchové vady. Nevýhodou je práce se špinavou kapalinou, možnost opálení povrchu při magnetizaci průchodem proudu, obtížná zjistitelnost malých a oblých vad. Obtížný je také záznam výsledku zkoušky. Provádění magnetických zkoušek se řídí normami ČSN EN 1290 a ČSN EN 1291. [3]
3.14. Zkouška ultrazvuková
Tato zkouška je založena na principu odrazu vlnění na rozhraní dvou prostředí, která mají odlišné vlastnosti při šíření tohoto vlnění. Mechanické vlnění (tj. střídavé stlačování a rozpínání se) se šíří celistvým prostředím určitou rychlostí, která je závislá především na ruchu prostředí a na frekvenci vlnění. Pokud se náhle změní druh prostředí, změní se náhle i poměry v šíření vlnění na rozhraní dvou různých prostředí.
Říkáme, že se vlnění láme nebo odráží. Dá se tedy říci, že je tato metoda založena na principu šíření akustického vlnění zkoušeným předmětem, jeho reakci na změny ve zkoušeném předmětu a následnou registraci. [3]
Zdroje ultrazvukových impulsů jsou ultrazvukové zkušební sondy, jejichž základním prvkem je elektroakustický měnič. Tyto měniče mění elektrický signál na mechanický a nejčastěji se používají měniče piezoelektrické. Podle druhu vln, které sonda vysílá a přijímá, se sondy dělí na přímé a úhlové. Jako indikátor se používá obrazovka, na jejímž stínítku se zobrazují vysílané a přijímané impulsy. V okamžiku vysílání se na obrazovce objeví vysílací impuls (počáteční echo) a koncové echo. Mezi nimi jsou potom případná echa signalizující vadu v kontrolovaném výrobku. Vzdálenost mezi počátečním a koncovým echem je přímo úměrná tloušťce základního materiálu.
[3]
Nejjednodušší metodou zkoušení ultrazvukem je metoda průchodová. Vady v materiálu jsou překážkou, za níž se vytvoří ultrazvukový stín, tj. akustický tlak,
procházející ultrazvukové vlny se sníží. Na dvou protilehlých površích se souose umístí vysílací a přijímací sonda. Základem metody je měření hodnoty ultrazvukové energie, která projde zkoušeným předmětem. Pokud je mezi vysílačem vada, akustický tlak poklesne a tím zjistíme, že je v materiálu vada. Tato metoda je vhodná pro zkoušení výrobků menších tloušťek s rovnoběžnými povrchy přístupnými z obou stran.
Nevýhodou je nemožnost odlišit, zda pokles akustického tlaku je způsoben v důsledku vady nebo nedokonalým akustickým navázáním. Další nevýhodou je, že se musí použít dvě oddělené ultrazvukové sondy, které musí být umístěny souose. [3]
Nejrozšířenější je metoda odrazová – impulsová. Je všestranně použitelná a poskytuje informace nejen o vadách, ale i o struktuře materiálu, rozměrech atd. Princip metody spočívá ve vysílání krátkého ultrazvukového impulsu, který se odráží od všech rozhraní (vad i povrchů), vrací se zpět do sondy a časový průběh je zobrazován na obrazovce. Generátor tedy vybudí ultrazvukovou sondu, která vysílá i přijímá ultrazvukové impulsy a je akusticky navázaná na zkoušené prostředí. Impulsy se odrážejí od vad a od povrchu materiálu a vracejí se zpět do sondy. Generátor je spouštěn synchronizátorem současně se zdrojem časové základny, která se přivádí na horizontální vychylovací destičky obrazovky. Na její vertikální vychylovací systém je připojen výstup zesilovače. Impulsová odrazová metoda dává informaci o vzdálenosti odrazové plochy podle zpoždění, s nímž se odražený impuls (echo) vrátí do sondy a do velikosti odrazové plochy podle výšky echa. Výhodou této metody je možnost vysílat i přijímat jednou sondou a lze tedy kontrolovat i výrobky přístupné pouze z jedné strany.
[3]
Ultrazvukem jsou dobře zjistitelné vady plošného charakteru, kdy rovina vady je přibližně kolmá na směr šíření vlnění. Obtížně jsou však zjistitelné objemové vady bubliny, póry a plošné vady umístěné rovnoběžně se směrem vlnění. Nelze téměř vůbec usuzovat typ vady (nelze určit, zda jde o bublinu, pór či trhlinu), je možné pouze určit, že se jedná o nějakou vadu a přibližně určit její velikost. Z toho je patrné, že se zjistitelnost vad u zkoušky prozařováním a ultrazvukem dobře doplňuje. Proto se často tyto dvě metody kombinují. Výhodou ultrazvuku je téměř okamžitý výsledek zkoušky, nižší cena zkušebního zařízení než u prozařování a snadné zkoušení větších tloušťek.
Vzhledem k charakteru metody ji můžeme také používat k měření tloušťek, případně ke zjišťování úbytku tloušťky. [3]
Nejsou také potřeba žádná zvláštní a nákladná bezpečnostní opatření, jako u prozařování. Pracovník kontroly musí být velmi zkušený, aby výsledky byly hodnověrné. Nevýhodou je obtížné, až nemožné rozpoznání druhu vady a výsledky nejsou zpravidla dokumentovány (neexistuje trvalý záznam obrazu vad). Pro zkoušení ultrazvukem platí norma ČSN EN 1714 a pro vyhodnocení platí ČSN EN 1712. [3]
3.15. Zkouška prozářením (RTG)
Jedná se o nejstarší metodu nedestruktivního zkoušení a její princip spočívá v pohlcování ionizačního záření (pronikavé elektromagnetické záření) v kontrolovaném výrobku a z následného zviditelnění prošlého záření vhodným detektorem, lze tak stanovit místa, ve kterých se vyskytují vady. V těchto místech je záření pohlcováno méně a na detektoru (filmu) se potom jeví jako tmavší místa. Tato metoda slouží ke zjišťování vnitřních vad a někdy i pro zjišťování povrchových, ale nepřístupných vad.
[3]
Využívá se vlastnosti každého prvku (slitiny prvků), kterou je různé pohlcení (zeslabení) pronikavého elektromagnetického záření procházejícího tímto materiálem.
U kovových materiálů (které obvykle svařujeme) je tímto elektromagnetickým zářením nejčastěji rentgenové (RTG) nebo gama záření. [3]
Jako zdroje záření se používají rentgenové lampy (záření X – rentgenové) nebo používáme-li gama záření, tak to vychází z malého množství radioaktivního zářiče (radioaktivních prvků při jejich radioaktivním rozpadu, kterým říkáme radioizotopy – iridium, kobalt). Lze se použít i lineární urychlovače (záření XX – urychlené elektrony).
Jako detektor záření se používá radiografický film. [3]
Necháme-li procházet RTG (nebo gama) záření svarovým spojem, tak na protilehlé straně ke zdroji záření dostáváme profil intenzit záření. Intenzitu záření většinou
registrujeme pomocí fotografického filmu, na fotoluminiscenčním štítku, nebo pomocí speciální elektronky převádíme intenzitu záření do elektronické podoby. [3]
Intenzita záření je vyšší v místech menší tloušťky materiálu, kdy zeslabení může být zapříčiněno například přítomností dutin v materiálu (bubliny, póry). Větší intenzita záření se pak na filmu projeví větším zčernáním filmu v daném místě. Na vyvolaném filmu (radiogramu) je trvale zaznamenán průmět takové vady do roviny filmu, který můžeme snadno uchovat i pro pozdější potřebu jako doklad o jakosti svaru. Touto cestou je možno zjistit i přítomnost jiného materiálu ve svaru. Tento „cizí“ materiál má jinou pohltivost záření než okolní materiál svaru, a to se projeví také změnou intenzity záření procházejícího zkoušeným svarem. Například struska z obalu elektrod má mnohem nižší pohltivost záření, než okolní ocel a na radiogramu se zaznamená vyšším zčernáním. Naopak wolframový vměstek ve svaru zhotoveném metodou TIG pohlcuje záření více než ocel a jeví se na radiogramu menším zčernáním, zpravidla světlou tečkou. [3]
Prozařování můžeme provádět přes jednu stěnu nebo přes dvě stěny. Aby byla zajištěna identifikace zkoušky, musí být každá oblast zkoušeného předmětu před ozářením označena značkami (písmena, číslice, symboly). Jasnost radiogramu se kontroluje radiografickými měrkami. [3]
Technika prozařování rovinných tavných svarů je zpravidla jednoduchá. Směr ionizujícího záření se volí nejčastěji kolmý na plochu svaru, je však nutné nastavit vhodné napětí na rentgenové lampě, případně zvolit vhodný radioizotop, vyhovující radiografický film a kovové zesilovací fólie. Dále je nutno dodržet podmínky požadované jakosti radiogramu (ostrost, kontrast, rozlišitelnost detailů), stanovit správnou expozici a snímek dobře fotochemicky zpracovat v temné komoře. [3]
Obtížnější je již zkoušení tupých svarů příčných na nerovných plochách. U koutových rohových a kombinovaných svarů je rovněž nezbytné volit účelný směr záření. Často je nutné použít vyrovnávacích klínů určených pro vyrovnání značně se měnící prozařované tloušťky materiálu. Klíny jsou vyrobeny ze stejného materiálu, jako je prozařovaný svar. [3]
V závěrečné fázi hodnocení je pak nutné zajistit optimální podmínky pro vyhodnocování radiogramů. Výsledkem zkoušky je tedy radiogram, na kterém je pomocí různého zčernání zviditelněn rozdíl pohlcení ionizujícího záření při průchodu kontrolovaným kusem. Prozařováním jsme schopni zkoušet tloušťky materiálů od několika mm až do stovek mm. Rozeznatelnost vad se pohybuje na hranici 1-2 % prozařované tloušťky. Zkouška prozářením je velmi citlivou zkouškou hlavně pro objemové vady (bubliny, póry, struskové a kovové vměstky), méně citlivou však pro plošné vady (studené spoje a trhliny). Obraz vady si zachovává tvar průmětu vady do roviny povrchu filmu a je tedy většinou dobře patrné, o jaký typ vady se jedná. Je také možné změřit přibližně velikost vady (záleží na poloze a tvaru vady). Při hodnocení se potom tedy určuje druh, velikost, četnost a vzájemná poloha vad zobrazených na radiogramu. [[3]
Prozařování je také velmi drahou zkouškou, je k němu potřeba speciální zařízení, zvláštní bezpečnostní pracoviště a vyškolený personál. Ionizující záření je lidskému organismu nebezpečné. Pracoviště pro provádění zkoušek prozářením patří mezi riziková pracoviště a platí pro ně zvláštní hygienické a bezpečnostní předpisy. Pro zkoušku prozářením platí norma ČSN EN 1435 a pro vyhodnocení radiogramů pak ČSN EN 12517 a ČSN EN 25817. [3]
3.16. Další zkoušky
Existují i další nedestruktivní zkoušky, jako je např. zkouška těsnosti, která je používaná u nádob nebo potrubních systémů, kdy se zkouší pomocí tlakem kapaliny nebo plynu tak, že se tlak zvyšuje až na předepsanou hodnotu a pak se po určitou dobu nezvyšuje, ale sleduje se a měří se jeho pokles. U ultrazvukové zkoušky existují např.
metody impedanční, odrazové-rezonanční nebo akustická emise. [3]
3.17. Destruktivní zkoušky
Destruktivní zkoušky jsou obdobou zkoušek na zjišťování mechanických vlastností
doporučené literatuře ke cvičení. Zde je uveden pouze výčet těchto metod a norem pro jejich provádění:
Příčná zkouška tahem (ČSN EN 895),
Zkouška lámavosti (ČSN EN 910),
Zkouška rázem v ohybu (ČSN EN 875),
Zkouška rozlomením (ČSN EN 1320),
Zkouška mikro a makro struktury (ČSN EN 1321),
Zkouška tvrdosti (ČSN EN 1043-1).
3.18. Kvalifikace pracovníků pro svařování
Svařování je zvláštní technologický proces, při kterém se vyžaduje svářečský dozor i svářečská kontrola, a to při všech svářečských činnostech. Důvodem je jakost svářečských operací ve výrobě, výsledkem jsou bezpečné a spolehlivé funkce svařovaného výrobku. [6]
Výrobce svařovacích zařízení a jeho konstrukcí musí mít k dispozici potřebný počet svářečů, svářečských dělníků. Tito pracovníci musí mít požadované platné oprávnění, závisející na svařovaném výrobku, v rozsahu svářečských prací a použité metody svařování. Pracovníci musí být vyškolení podle přípustných norem, výrobkových norem, harmonizovaných norem, eventuálně zvláštních firemních předpisů či směrnic. [6]
3.19. Základní kurz svářeče
Základní kurz a zkouška svářeče se provádí dle ČSNS 05 0705/Z1 –„Zaškolení pracovníků a základní kurzy svářečů“, která byla revidována v listopadu 2008 a dle technických pravidel, které vydala CWS ANB- TPA125/Z2 a TPA210/Z4. [6]
Základní kurz se požaduje tam, kde výsledný tvar a funkce svařovaných výrobků nevyžadují zvýšenou kontrolu jakosti výrobku a ani zvýšenou přesnost ve smontovaném stavu, tj. podružné a doplňkové staticky namáhané díly pro ocelové konstrukce, obslužné lávky strojů a zařízení, žebříky, schodiště, zárubně, svodidla, zábrany další konstrukce a části staveb i strojních zařízení, které nejsou namáhány dynamicky, dilatačně, a kde není požadována těsnost svarových spojů. [6]
Základní kurzy se provádějí ve svářečských školách v rozsahu jejich pověření a dle doporučených osnov, které vydala Řídící organizace. Průběh základních kurzů organizuje svářečský dozorující technik svářečské školy. Po úspěšné zkoušce za dozoru zkušebního orgánu delegovaného zkušební organizací je vystaveno „Osvědčení o základním kurzu“ a „Průkaz odborné kvalifikace svářeče“. [6]
Platnost oprávnění k svařování u svářeče se základní zkouškou trvá 2 roky. Poté se obnovuje na základě doškolení a přezkoušení z bezpečnostních ustanovení oprávněným svářečským dozorem – technikem, který vystaví doklad o vykonaném přezkoušení tzv.
„ Osvědčení a doškolení a přezkoušení svářeče z bezpečnostních ustanovení“. [6]
Obrázek 7. Svářečský certifikát [7]
4. ROZBOR VÝROBCŮ
4.1. Rozdělení výrobců
Pro firmu ZVU- Engineering jsou hlavní dodavatelé aparátu a zařízení:
Výrobce A
Výrobce B
Výrobce C
Výrobce D
Výrobce E
Výrobce F
Výrobce G
Tyto firmy pravidelně dodávají jak jednotlivá celá zařízení, tak malé subdodávky.
Na základě zjištěných údajů za posledních 8 let, lze tímto vyhodnotit jednotlivé dodavatele z hlediska jejich kvality a spolupráce s nimi při řešení vzniklých problémů.
Ze získaných hodnot byl proveden rozbor jednotlivých zakázek vyrobených konkrétním výrobcem, dále se přihlíželo, jak na splnění dodacích lhůt, tak na spolupráci při výrobě a případné řešení nastalých problémů. Úvodní rozdělení je rozděleno dle jednotlivých zakázek, byly získány informace o počtu provedených svarů ze svařovacího plánu. Ze svařovacího plánu bylo zkoumáno, jak jednotliví svářeči jsou výkonní, a také jak se jim daří dodržovat předepsanou kvalitu. Ve svařovacím plánu je uvedeno číslo svářeče i způsob kontroly příslušného svaru. Všechny svary procházejí minimálně vizuální kontrolou. Na svarech, které jsou zatěžovány během provozu, jsou prováděny zkoušky nedestruktivní.
Nedestruktivní zkoušky jsou tyto:
zkouška prozářením,
zkouška ultrazvukem,
penetrační zkouška.
Na základě provedených zkoušek je vyhotoven protokol o provedení zkoušky za příslušných veličin např. teplota okolí, barometrický tlak a relativní vlhkost. Tyto
zkoušky jsou prováděny podle norem ČSN EN anebo ASME. Na základě zjištěných údajů bylo následně zaznamenáno, které svary jsou v pořádku a u kterých se vyskytují přípustné vady a následně nepřípustné vady. Na základě těchto získaných dat bylo provedeno porovnání jednotlivých dodavatelů, které je možno vidět na obrázku číslo 8.
Obrázek 8: Jednotlivý výrobci / počet provedených zakázek
V následujícím obrázku číslo 9 je zobrazeno: počet provedených svarů, počet kontrolovaných svarů jen vizuální kontrolou, ale i počet neschválených svarů. U neschválených svarů je provedena oprava, po opravě se provede znovu příslušná zkouška a podle této zkoušky se vyhodnotí, zda je svar v pořádku, pokud by opět nevyhovoval, tak se znovu zopakuje tento postup.
Obrázek 9: Porovnání výrobců z hlediska vadných svarů
Obrázek 10 vychází z celkového počtu provedených 6747 svarů. Počet schválených svarů činí 5187 svarů tj. 76,9 %. Svarů, které prošly jen vizuální kontrolou, protože na ně nebyl požadavek o jejich dalším zkoušení je 1413 svarů tj. 20,9 %. Poslední složkou jsou na obrázku 3.3 zamítnuté svary. Těch bylo 145, což je 2,1 %. U těchto svarů musela být provedena oprava.
Obrázek 10: Rozdělení c celkového počtu svarů
4.2. Vady zjištěné NDT
Veškeré vady byly zjišťovány promocí nedestruktivních zkoušek. Byly použity tyto jednotlivé zkoušky: zkouška prozářením, zkouška ultrazvukem a penetrační zkouška.
Na obrázku 11 bylo znázorněno devět typů vad svarů. Tyto vady jsou seřazeny podle četnosti. Celkem bylo zjištěno 2154 vad. Vada Aa „bubliny“ tvoří podíl z počtu vad ve výši 36,35 %. Na druhém místě je vada F „zápaly“. Tato vada je definována procentuálním podílem 31,38 %. Na třetím místě je vada FF s procentuálním podílem 9,56 %. Čtvrté místo zastává vada Ab s podílem 7,06 %. Na pátém místě je druh vady Ba s podílem 6,59 %. Na šestém místě najdeme vadu Bb s podílem 3,02 %. Na sedmém místě je typ vady D s procentuálním podílem 3,01 %. Na předposledním místě je vada E s procentuálním podílem 2,04 %. Na posledním místě, a to devátém, je vada C s procentuálním podílem 1,81 %. Podle jednotlivých četností vad je zřejmé, že největší zastoupení mají vady Aa a F. Vady závažného charakteru na bezpečnost provozu jsou vady D, E a C.
Obrázek 11: Srovnání výskytu jednotlivých vad
4.3. Nepřípustné vady
V této části jsou řešeny nepřípustné vady. Nepřípustné vady jsou vady, které překročily příslušnou toleranci, kterou stanovují normy buď ASME Code a nebo ČSN.
Tyto vady musejí být opraveny. Oprava v našem případě znamená, že svár musí být odstraněn a znovu zavařen. Díky tomu vzniká více práce a vznikají další náklady na výrobu. Tématice ekonomických nákladů se věnujeme v kapitole 5.
Nepřípustné vady byly rozděleny podle ABC analýzy do tří kategorií. Do kategorie AA spadají pouze vady typu D s počtem 37 vad z celkového počtu vad 167.
To činí procentuální podíl 22,16 %. Do kategorie BB spadají vady typu C, Aa, F, a Ba. U vady CC je procentuální podíl roven 16,77 %. Vada Aa je dána podílem 14,97
%. V případě F je dána hodnotou procentuálního podílu 13,77 %. Vada Ba zastupuje podíl vad 11,98 %. Vady Bb, E a Ab řadíme do kategorie C. Vada Bb má hodnotu 7,19 %. Vady E a Ab mají stejnou hodnotu, a to 6,59%. Všechny tyto údaje jsou graficky znázorněny na obrázku 12.
Obrázek 12: ABC - Analýza nepřípustných vad
4.4. Podíl zamítnutých svarů u jednotlivých výrobců
Dalším kriteriem hodnocení je podíl zamítnutých svarů k provedeným svarům. U tohoto podílu je mezní hranice 2,5 %. Výrobci nad touto hodnotou nesplňují požadovanou kvalitu jakosti. Jde o Výrobce B a F. Výrobce B je na hodnotě 3,87 % a výrobce F dosahuje podílu 2,89 %. Pod mezní hodnotou se pohybují tři výrobci v rozsahu 0,62 % až 2,00 %. Jsou to výrobci A, E a G. Tito výrobci drží příslušnou kvalitu. Výrobce D a C dopadli z tohoto hlediska kvality nejlépe. Jejich výroba totiž neprodukuje žádné zamítnuté svary, tudíž je tento podíl 0 %. Tyto dva výrobci mají ve srovnání s ostatními menší počet provedených svarů. U výrobců B a F se budou zavedena jistá opatření ke snížení podílu zamítnutých svarů k počtu provedeným svarům. Více o těchto opatření se budeme věnovat v kapitole 6.
Procentuální podíl jednotlivých výrobců
3,9%
2,9%
2,0%
1,7%
0,6%
0,0% 0,0%
0,0%
0,5%
1,0%
1,5%
2,0%
2,5%
3,0%
3,5%
4,0%
4,5%
Výrobce B Výrobce F Výrobce A Výrobce E Výrobce G Výrobce D Výrobce C Výrobci [-]
Procentuální podíl vadných svarů [%]
Horní mezní hranice 2,5 %
Obrázek 13: Procentuální podíl jednotlivých výrobců.
5. ANALÝZA JEDNOTLIVÝCH SVÁŘEČŮ
V této kapitole je zkoumána kvalita jednotlivých svářečů zaměstnaných u výrobců.
Mezi kritéria patřilo množství nepřípustných vad, tedy zamítnutých svarů Jednotliví svářeči byli rozděleni do těchto kategorií:
kategorie I s 0% podílem zamítnutých svarů,
kategorie II s podílem zamítnutých svarů menším než 5 %,
kategorie III s podílem zamítnutých svarů přesahujících 5 %.
Značení produkce u jednotlivých svářečů je A 00 (celkové provedené svary, vizuální kontrola, zamítnuté svary). Označení A 00 znamená, že první písmeno označuje výrobce, pomocí následného dvojčíslí je konkrétní číslo svářeče.
5.1. Svářeči výrobce A
Ve firmě je zaměstnáno 30 svářečů. Tito svářeči provedli celkem 1497 svarů. U 278 svarů z 1497 byla provedena vizuální kontrola. U 10 svarů byla zjištěna nepřípustná vada, která byla následně odstraněna. Podle zjištěných dat je zřejmé, že u tohoto výrobce jsou nejčastěji zatěžováni tito svářeči: A 30, A 15, A 13 a A 24.
U svářeče s kódovým označením A 30 bylo provedeno celkem 315 svarů. To je nejvíce z celé firmy. U tohoto svářeče byla provedena vizuální kontrola u 54 svarů.
NDE zkouškami prošly zbývající svary. NDE zkouškami neprošlo 9 svarů. Podíl zamítnutých svarů je 2,8 %.
Druhým nejvytíženějším svářečem je A 15. Provedl celkem 159 svarů. Z této hodnoty bylo kontrolováno vizuální metodou 37 svarů. Zkouškami NDT neprošel jeden svar. Podíl zamítnutých svarů je 0,6 %. Tato vada měla charakter typu C, tedy studený spoj. U svarů se nejčastěji objevovala vada typu Aa – v celkovém počtu 8 vad.
Třetí nejvytíženější svářeč je A 13 s celkovým počtem provedených svarů 153.
Z počtu 153 svarů byla provedena vizuální kontrola ve 42 případech. U tohoto svářeče byly diagnostikovány pomocí NDT tyto přípustné vady: 3 vady typu Aa a 2 vady typu F označený jako zápal. Podíl zamítnutých vad je 0 %. Za zmínění stojí ještě svářeč s kódovým označením A 24. Tento svářeč vyprodukoval celkem 128 svarů. Vizuální kontrolou prošlo 17 svarů. U nepřípustných vad jsem zjistil, že 4 svary neprošly NDT zkouškou. Příčinou, proč byly klasifikovány do kategorie nepřípustných vad, byl 2x C
„studený spoj“. Podíl nepřípustných vad je 3,1 %. Abych nevyzdvihoval jen ty nejlepší, jsou tu i svářeči, kteří nemají tak výbornou kvalitu svařování.
Svářeči, kteří překročili hranici podílu nepřípustných vad 5 %, spadají do kategorie III. Jsou to tito svářeči: A 02 (9,1 %), A 07 (8,33 %), A 08 (5,6 %), A 14 (9,8 %), A 17 (17,6 %) a A 28 (12,5 %).
Do kategorie II spadají svářeči, kteří se pohybovali v rozmezí 0,6 ÷ 3,1% . Jsou to tito svářeči: A 24 (128;17;4), A 05 (34;4;1), A 30 (318;54;9), A 25 (43;12;1), A 11 (58;21;1), A 16 (87;11;1), A 15 (159;37;1).
Do kategorie I jsou zařazeni tito svářeči s nulovým podílem zamítnutých svarů: A 01 (17;0;0), A 03 (9;4;0), A 04 (11;2;0), A 06 (4;2;0), A 09 (18;1;0), A 10 (26;9;0), A 12 (77;12;0), A 13 (153;42;0), A 18 (27;0;0), A 19 (36;14;0), A 20 (12;6;0), A 21 (4;0;0), A 22 (8;4;0), A 23 (89;7;0), A 26 (38;5;0), A 27 (43;5;0), A 29 (20;5;0).
Obrázek 15: Procentuální podíl zamítnutých svarů
5.2. Svářeči výrobce B
Ve firmě je zaměstnáno 17 svářečů. Tito svářeči provedli celkem 1756 svarů. U 473 svarů z 1756 byla provedena vizuální kontrola. U 13 svářečů byla zjištěna nepřípustná vada, která byla následně odstraněna. Celkem nepřípustných vad je 68.
Podle zjištěných dat je zřejmé, že u tohoto výrobce jsou nejčastěji zatěžováni tito svářeči: B 04, B 01, B 08, B03, B 02. Přehled jednotlivých svářečů můžete naleznout na obrázcích 16 a 17.
U svářeče s jeho kódovým označením B 09 bylo provedeno celkem 425 svarů. To je nejvíce z celé firmy. U tohoto svářeče byla provedena vizuální kontrola u 49 svarů.
NDT zkouškami neprošlo 20 svarů. To je největší počet ze všech porovnávaných svářečů všech výrobců. Podíl zamítnutých svarů je 4,1 %.
Druhým nejvytíženějším svářečem je B 01. Celkem provedl 320 svarů. Z této hodnoty bylo kontrolováno vizuální metodou 58 svarů. Zkouškami NDT neprošlo osm svarů. Podíl zamítnutých svarů je 2,5 %.
Třetí nejvytíženější svářeč je B 08 s celkovým počtem 256 provedených svarů.
Z počtu 256 svarů byla provedena vizuální kontrola ve 138 případech. NDT zkouškami neprošly 3 svary. Podíl zamítnutých vad je 1,2 %. Za zmínění stojí ještě svářeč s kódovým označením B 03. Tento svářeč vyprodukoval celkem 143 svarů. Vizuální kontrolou prošlo 42 svarů. NDT zkouškami prošly všechny svary, které zhotovil svářeč B 03. Podíl nepřípustných vad je tedy 0%.
Do kategorie I bylo zařazeno 5 svářečů s označením: B 03 (144;42;0). B 05 (27;13;0), B 12 (11;0;0), B 14 (16;10;0) a B 15 (1;0;0).
Do kategorie II v rozsahu 1,1 ÷ 4,7 % byli zařazeni tito svářeči: B 04 (429;49;20), B 07 (60;21;3), B 01 (320;58;8), B 17 (67;32;1), B 08 (256;138;3).
Do kategorie III, kde došlo k překročení hranice podílu nepřípustných vad 5 % patří tito svářeči: B 09 (5,5 %), B 11 (7,1 %), B 10 (7,4 %), B 06 (10,7 %), B 13 (12,8
%) a B 16 (15,2 %).
Přehled jednotlivých svářečů je na obrázku 16. Na tomto obrázku jsou svářeči seřazeni podle četnosti provedených svarů. Na obrázku 17 jsou děleni do jednotlivých kategorií I, II, III.
Obrázek 16: Využití jednotlivých svářečů
Obrázek 17: Procentuální podíl jednotlivých svářečů
5.3. Svářeči výrobce C
Ve firmě je zaměstnáno 11 svářečů. Tito svářeči provedli celkem 374 svarů. U 117 svarů byla provedena vizuální kontrola. NDT zkoušky neodhalily žádné nepřípustné vady. Tady výrobce a jeho svářeči mají podíl zamítnutých svarů 0 %. Podle zjištěných dat je zřejmé, že u tohoto výrobce jsou nejčastěji zatěžováni tito svářeči: C 04, C 08, C 05 a C 02. Přehled jednotlivých svářečů je na obrázku 18.
Svářeč s kódovým označením C 04 provedl celkem 68 svarů. To je nejvíce z celé firmy. Z počtu 68 svarů byla provedena vizuální kontrola v 9 případech. Při NDT zkouškách bylo zjištěno šest přijatelných vad typu Aa.
Druhým nejvytíženějším svářečem je C 08. Celkem provedl 58 svarů. Z počtu 58 svarů bylo kontrolováno vizuální metodou 18 svarů. Při NDT zkouškách byly zjištěny dvě přijatelné vady typu Aa.
Třetí nejvytíženější svářeč je C 05 s celkovým počtem provedených svarů 54.
Z počtu 54 svarů byla provedena vizuální kontrola v 17 případech. Při NDT zkouškách bylo zjištěno šest přijatelných vad typu Aa. Za zmínění stojí ještě svářeč s kódovým
označením C 02. Tento svářeč vyprodukoval celkem 54 svarů. Vizuální kontrolou prošlo 25 svarů.
Do části málo vytížených svářečů můžeme zařadit svářeče C 10 a C 9 s počtem provedených svarů 11 a 7. U výrobce C jsou všichni svářeči zařazeni do kategorie I, díky tomu, že se u nich nevyskytl žádný zamítnutý svár.
Obrázek 18: Využití jednotlivých svářečů výrobce C
5.4. Svářeči výrobce D
Ve firmě jsou zaměstnáni 4 svářeči. Tito svářeči provedli celkem 464 svarů. U 131 svarů byla provedena vizuální kontrola. NDT zkoušky neodhalily žádné nepřípustné vady. Výrobce a jeho svářeči mají tedy podíl zamítnutých svarů 0 %. Podle jednotlivých údajů o svářečích je nejvytíženější svářeč s kódovým D 3, tento svářeč provedl celkem 252 svarů. Z počtu 252 svarů bylo kontrolováno vizuální kontrolou 83 svarů. Při svařování tohoto svářeče vznikly tyto přípustné vady: Aa v počtu 16, Ab v počtu 13, vada C v počtu 3 a vada F v počtu 47.
Druhým nejvytíženějším svářečem je D 4, který provedl 101 svarů. Vizuální kontrola byla provedena u 30 svarů. U tohoto svářeče se vyskytly pouze přípustné vady těchto druhů a počtu: 10x Aa, 5x Ab, 6x C, 2x D a 15x F.
Třetí nejvytíženější svářeč s kódovým označením D 1 zhotovil 84 svarů. Z těchto svarů bylo 17 svarů kontrolováno vizuálně. U 67 svarů , které prošly NDT zkouškami byly zjištěny tyto přípustné vady: 22x Aa, 4x Ab, 15x F a 1 FF.
Čtvrtým svářečem je svářeč s označením D 2, který zhotovil 27 svarů. U 1 svaru byla provedena vizuální kontrola. U zbývajících byly provedeny NDT zkoušky, které ukázaly jen přípustné vady a jejich počet a rozlišení druhů: 1x Aa a 12x F.
Tento výrobce patří do kategorie malých podniků s malým počtem zaměstnanců.
Tito výrobci si především zakládají na vysoké kvalitě své provedené práce. Důvodem jsou jednak technologické možnosti výrobce, ale také kapacita výroby. Přehled jednotlivých svářečů je na obrázku 19.
Všichni čtyři svářeči výrobce D byli zařazeni do kategorie I, protože mají 0 % podíl zamítnutých svarů.
Obrázek 19: Využití jednotlivých svářečů výrobce D
5.5. Svářeči výrobce E
V této firmě je zaměstnáno 9 svářečů. Tito svářeči provedli celkem 944 svarů. U 49 svarů byla provedena vizuální kontrola. NDT zkoušky odhalily 16 nepřípustných vad.
