Badania przed i eksploatacyjne – sektor przemysłowy nr 7. Stan

Badania przed i eksploatacyjne – sektor przemysłowy nr 7. Stan

Badania przed i eksploatacyjne – sektor przemysłowy nr 7.
Stan obecny i perspektywy
Marek Dobrowolski
1. Wstęp
Badania nieniszczące odgrywają zasadniczą role w utrzymaniu ruchu i w okresowej kontroli
stanu obiektów przemysłowych, budowli, środków transportu i innych urządzeń mogących
stworzyć zagrożenie dla ludzi o otoczenia..
W normach kwalifikacji i certyfikacji personelu badań nieniszczących (ISO 9712, EN 473)
wprowadzono w latach 2000-2005 nowy sektor przemysłowy „ Badania przed i
eksploatacyjne....”.
Upłynęło już sporo czasu od ustanowienia tego sektora lecz ciągle istnieją trudności w
ustaleniu bazy dokumentów normatywnych oraz wytycznych szkolenia i kwalifikowania
inspektorów badań przed- i eksploatacyjnych.
W zakresie kontroli jakości produkcji, klasyfikacje niedoskonałości wytwarzania i montażu
różnych wyrobów oraz wytyczne wykonywania badań są stosunkowo łatwo osiągalne.
Natomiast w zakresie badań eksploatacyjnych, normy poświęcone badaniom występują
rzadko. Jednym z szeroko znanych dokumentów tym zakresie jest kod ASME, sekcja XI –
„In-service Inspection of Nuclear Power Plant Components”, jak rownież norma dotycząca
ultradźwiękowych pomiarów grubości PN EN 14127.
Braki w zakresie dokumentów normatywnych utrudniają prowadzenie okresowych badań
stanu obiektów przemysłowych. Norma ISO/IEC 17025:2005 jak również zalecenia
Europejskiej Akredytacji dla laboratoriów badań nieniszczących nr EA 04-15 z 2003 roku
wymagają bowiem stosowania powszechnie uznanych norm krajowych lub/i
międzynarodowych lub walidacji nieznormalizowanych procedur / technik na zgodność z
ustalonymi i uzgodnionymi z klientem wymaganiami
W referacie zaproponowano listę norm z zakresu badań eksploatacyjnych, których
opracowanie wydaje się być potrzebne, jak również ogólne dane dotyczące spodziewanej ich
zawartości. Podano również kilka przykładów badań przed- i eksploatacyjnych.
2. Akredytacja laboratoriów badań nieniszczących
Normy akredytacji laboratoriów badań nieniszczących nie różnicują wymagań
dla
laboratoriów kontroli produkcji i diagnostycznych badań eksploatacyjnych. Tak więc
następujące wymagania normatywne dotyczą wszelkich laboratoriów badań nieniszczących
niezależnie od tego czy wykonują (czy też nie) badania eksploatacyjne :
1
1. EN ISO/IEC 17025:2005 Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów
wykonujących badania i wzorcowanie.
2. EA-04/15:2003
Accreditation for Non-Destructive Testing
(date of implementation:
Nov.2003)
W PN-EN 17025: 2000 znajduje się wymaganie żeby preferować „normy opublikowane i
uznane na poziomie regionalnym i krajowym” (punkt 5.4.2). Jednak w publikowanych
zbiorach norm ISO i EN, brak jest pozycji dotyczących badań eksploatacyjnych. Przeto
„procedury / techniki nie znormalizowane należy poddać walidacji przed ich zastosowaniem”
oraz powinny być one przedmiotem uzgodnień z klientem. Walidacja jak wiadomo jest
potwierdzeniem poprzez badania i dostarczenie obiektywnych dowodów, że specyficzne
wymagania dotyczące specjalnego zastosowania są spełnione..
Mówiąc krótko, brak międzynarodowo uznanych norm wywołuje konieczność walidacji
procedur i technik badań eksploatacyjnych oraz uzgadniania ich z klientem w dużo większym
zakresie niż przy badaniu produkcji.
Dodatkowym problemem jest interpretacja uwagi do punktu 5.4.6.3. w normie ISO/IEC
17025, że „przewidywane w dłuższym terminie zachowanie się badanego przedmiotu nie jest
zwykle brane pod uwagę przy szacowaniu niepewności pomiaru”. Zastrzeżenie to wymaga
szczegółowej interpretacji gdy wyniki badań eksploatacyjnych są elementem procesu
przewidywania czasu bezpiecznej pracy (life prediction) i przedłużania „czasu życia”
badanego obiektu (life extension).
3. Certyfikacja osób
Następujące normy i wytyczne międzynarodowe traktują o certyfikacji osób:
1. ISO 9712 : 2005-03-15 Non-destructive testing – Qualification and certification of
personnel
2. PN EN 473:2000 +prA1:2005 Badania nieniszczące – kwalifikacja i certyfikacja personelu
badań nieniszczących – Zasady ogólne
3. EN ISO/IEC 17024:2003 Ocena zgodności – Ogólne wymagania dotyczące jednostek
prowadzących certyfikację osób..
4. IAF/EA Guidance on the application of ISO/IEC 17024:2003 (April 2004 rev 1, application
date EA/IAF : April 2005)
Zarówno ISO 9712 jak i EN 473 dotyczą certyfikacji osób biorących udział w
eksploatacyjnych badaniach nieniszczących. Ten przemysłowy „multisektor” nazwany jest w
ISO 9712:2005 jako „badania przed i eksploatacyjne, obejmujące wytwarzanie”, zaś w EN
473 „badania przed- i eksploatacyjne urządzeń, obiektów i konstrukcji (obejmujące badanie
odlewów, odkuwek, wyrobów spawanych, rur i rurek.... i wyrobów przerabianych
plastycznie)”.
W ISO 9712:2005 w bibliografii podany jest następujący dokument Europejskiej Federacji
Badań Nieniszczących : EFNDT/S/02, „Wymagania dla próbek egzaminów praktycznych”,
dokument ECP wyd. 1 rev. E 23, Sept.2001. W aneksie informacyjnym F do tego
dokumentu, w tabeli G1 są podane próbki z następującymi uszkodzeniami eksploatacyjnymi:
pęknięcia miedzy krystaliczne i w poprzek ziaren wywołane erozją, korozja, urazy
mechaniczne i uszkodzenia spowodowane zużyciem, pustki podpowierzchniowe (np.
występujące pod farbą i powłokami) wywołane korozją ogólną i korozją wżerową.
2
4. Wytyczne i programy szkolenia (syllabusy)
Niewiele informacji dotyczących kontroli eksploatacyjnej można znaleźć w obecnie
stosowanych i zalecanych na poziomie międzynarodowym programach szkolenia /
egzaminowania, na przykład:
a) w ISO/TR 25107:2005 : badania wizualne VT, pkt.12.3 „aspekty badań
eksploatacyjnych”, pkt.12.4. „etap wytwarzania lub eksploatacji obiektu”;
badania
radiograficzne RT, punkt 5.6 „badanie uszkodzeń korozyjnych”;
b) w IAEA TECDOD-628 rev.1 2002 : punkt 1.4. „zachowanie się materiału w eksploatacji”,
etc.
Ogólnie rzecz biorąc, tematyka badań przed- i eksploatacyjnych niemal nie występuje w
programach szkolenia – wytycznych i „syllabusach” zalecanych na poziomie
międzynarodowym. Pewne uzupełnienia w tym zakresie wprowadzono w programach UDTCERT
5. Terminologia
Wydaje się, że opracowanie następujących norm mogło by być pomocne celem harmonizacji
badań eksploatacyjnych:
1. „Badania przed- i eksploatacyjne – ogólne terminy i definicje” – mógł by to być oddzielny
dokument, odpowiednik ISO/TS 18173:2005 i/lub EN 1330-1(2), ewentualnie uzupełnienie
tych norm.
2. „System oznaczeń uszkodzeń eksploatacyjnych – włączywszy degradację materiału”;
odpowiednik lub uzupełnienie różnych norm zajmujących się niedoskonałościami wykonania
odlewów, odkuwek, spoin np. : ISO/TS 17845:2004 Spawanie i procesy pokrewne – system
oznaczeń niedoskonałości spoin, ISO 6520 – 1(i 2) Spawanie i procesy pokrewne –
Klasyfikacja geometrycznych niedoskonałości w materiałach metalicznych, PN-EN 12681Odlewanie – Badania radiograficzne, EN 12454 – Odlewnictwo - Badania wizualne
nieciągłości powierzchni – Odlewy staliwne wykonywane w formach piaskowych, i inne.
6. Materiały i próbki egzaminacyjne
Dostęp do próbek z uszkodzeniami eksploatacyjnymi jest dość ograniczony. Materiały
szkoleniowe o kontroli eksploatacyjnej traktują w bardzo niewielkim stopniu. Wszystko to
sprawia, że szkolenie praktyczne i egzaminowanie w tym zakresie nie są satysfakcjonujące.
Braki te są w pewnym stopniu nadrabiane przez stosowanie w szkoleniu zadań opisowych a w
czasie egzaminu procedur i instrukcji badania próbek – obiektów wirtualnych.
7. Wnioski
1. Sektor przemysłowy „Badania przed- i eksploatacyjne wyrobów, obiektów i konstrukcji”
jest bardzo istotnym składnikiem systemu kwalifikacji i certyfikacji personelu badań
nieniszczących. Rola osób wykonujących badania eksploatacyjne jest decydująca dla
zapewnienia bezawaryjnej eksploatacji niebezpiecznych obiektów technicznych,
budowlanych, użyteczności publicznej i środków transportu.
3
2. Kompetencja tych osób jest zwykle potwierdzona certyfikatami udzielanymi przez uznane
organizacje trzeciej strony (RTPO), które działają zwykle w ICNDT (Międzynarodowym
Komitecie Badań Nieniszczących) oraz w regionalnych organizacjach jak np. w Europie
(EFNDT), Afryce (AFRA), Panamerykańskich, Azji i Pacyfiku, itp.
Należy jednak podkreślić, że w dziedzinie kontroli eksploatacyjnej, rola specjalistycznego
szkolenia i upoważniania przez pracodawcę jest szczególnie ważna.
3. Celem zapewnienia lepszej harmonizacji i uczynienia łatwiejszym proces szkolenia,
kwalifikowania i certyfikowania osób biorących udział w badaniach eksploatacyjnych
zalecane jest opracowanie rodziny norm i warunków technicznych (specyfikacji) w
następującym zakresie:
a) Terminologia badań przed- i eksploatacyjnych
b) Zarządzanie procesem badań przed- i eksploatacyjnych
c) Wytyczne wykonywania badań eksploatacyjnych w poszczególnych metodach
d) Nazwy i oznaczenia uszkodzeń eksploatacyjnych
e) Charakteryzacja uszkodzeń eksploatacyjnych (wielkość, nasilenie – nagromadzenie,
„dodawanie” uszkodzeń)
f) Kryteria akceptacji uszkodzeń eksploatacyjnych.
Zadanie takie mogło by być podjęte przez krajowych specjalistów i przedstawione na forum
europejskim, gdyby PKN uznał taką inicjatywę za interesującą.
4. Istnienie i dostępność norm badań eksploatacyjnych ułatwi rozwój i walidację procedur /
technik badawczych oraz spełnienie wymagań nory PN-EN 17025 i akredytacji.
5. Jednym ze sposobów walidacji są wewnętrzne i między laboratoryjne badania
porównawcze. Badania między laboratoryjne w zakresie kontroli eksploatacyjne były już
wielokrotnie organizowane na poziomie międzynarodowym i były głównie związane z
rozwojem energetyki jądrowej (np. programy PISC). Dobrze by było zainicjować w kraju
podobne badania, oczywiście na dużo mniejszą skalę, odpowiadającą potrzebom.
8. Przykłady kontroli przed- i eksploatacyjnej
- Pęknięcia pod platerem, nie wykryte metodami powierzchniowymi
- Wyniki badań przed eksploatacyjnych elementów paliwowych
- Badania przed eksploatacyjne belki mostowej z betonu sprężonego
- Badania eksploatacyjne połączeń odgałęzień gazociągu.
- Badania osadów i ubytków korozyjnych pod osadem
- Badanie eksploatacyjne nitów
Literatura
1. Zbiór norm ISO i EN dotyczących badań nieniszczących
2. M. Dobrowolski – Badania wypalonego paliwa z polskich reaktorów badawczych
oraz zbiorników do przechowywania paliwa, KKBN, 1998
3. M. Dobrowolski, M. Śliwowski, P. Sędzimir – Dimensioning of T-joints in pipelines
by radiography and ultrasonic testing, Bahrain NDT Conference, 2001
4. Contrôle industriel des matériaux par rayonnement, AIEA CT Rapport No 1842,
1981
5. SAU/8/002 – IAEA Technical Co-operation project, 1997
4