Stan normalizacja badań radiograficznych

Stan normalizacji badań radiograficznych
w jubileuszowym - osiemdziesiątym roku Polskiego Komitetu Normalizacyjnego
Tadeusz Morawski
Energomontaż-Północ, Warszawa
1. Wprowadzenie
Rok 2004 jest szczególnym w działalności Polskiego Komitetu Normalizacyjnego
(PKN). Właśnie mija 80 lat od powołania PKN, który jako jeden z pierwszych został członkiem
Międzynarodowej Federacji Krajowych Jednostek Normalizacyjnych (ISA), a tuż po wojnie w
1946 był jednym z założycieli Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (ISO).
Gdy w 1961 roku utworzono z przedstawicieli krajowych jednostek ISO Europejski Komitet
Normalizacyjny (CEN) wówczas PKN stał się organizacją afiliowaną przy CEN
Dopiero od 1 stycznia 2004 roku PKN stał się członkiem CEN (Europeen Commitee for
Standarization)). Oznacza to pełne prawa w procesie tworzenia i opiniowania norm europejskich
(EN), ale także zobowiązanie do uczestnictwa w pracy komitetów technicznych (TC)
podkomitetów (SC) i grup roboczych (WG) oraz do współfinansowania CEN (coroczne składki).
W roku 1991 Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN) ustanowił dwa główne komitety
do spraw badań nieniszczących:
- Komitet Techniczny CEN TC/138 - Ogólne badania nieniszczące
- Komitet Techniczny CEN TC/121 - Badania nieniszczące złączy spawanych.
Oba Komitety utworzyły między innymi Grupy Robocze do spraw metod radiologicznych.
Normy dotyczące badań radiograficznych odlewów ustanawia CEN TC/190 – Odlewnictwo.
Procedura pracy w CEN jest taka, że Grupa Robocza (CEN/WG) przygotowuje projekt
normy, który zostaje rozesłany do formalnego przyjęcia w drodze obiegowej dyskusji (zbieranie
opinii przez dwa miesiące), w razie potrzeby powtórzonej, następnie projekt (PR-EN) jest
poprawiany i rozsyłany w ramach "ankiety powszechnej" (przez 6 miesięcy), po czym jest
ponownie poprawiany i przygotowany do ostatecznego zatwierdzenia przez głosowanie. To
końcowe formalne głosowanie polega po prostu na decyzji "Tak/Nie" - bez komentarzy
technicznych i podlega ważeniu. Jeśli następuje ogólne "Tak", wszystkie kraje UE muszą przyjąć
normę EN i zastąpić nią swoje istniejące normy na ten sam temat. Co 10 lat jest przegląd i
nowelizacja każdej normy EN
PKN jako członek CEN i przedstawiciel kraju należącego od maja br. do Unii
Europejskiej zobowiązany jest do przestrzegania powyższej procedury. Norma EN staje się
normą PN-EN po jej zatwierdzeniu przez Prezesa PKN, co następuje w analogicznej jak w CEN,
ale krajowej procedurze. Całość prac nad opracowaniem norm PN-EN wykonują Komitety
Techniczne PKN, których zakres merytoryczny w przybliżeniu odpowiada Komitetom
Technicznym CEN.
Normy terminologiczne i normy związane z dyrektywami są tłumaczone na język polski.
Pozostałe tzw. uznaniowe” przyjmowane są w wersji angielskiej z przetłumaczonym tytułem i
krótkim streszczeniem i oznaczone literką (U). W miarę posiadanych środków normy te również
są tłumaczone.
1
2. Istniejące normy
Tytuły istniejących radiograficznych norm EN podano w tabl. 1 i 2.. Pierwszą ukończoną
normą EN na temat radiografii była EN 444:1994 "Ogólne zasady radiograficznych badań
materiałów metalowych za pomocą promieniowania X i gamma ". W rzeczywistości
nie są to "ogólne zasady", ponieważ nie wyrażono żadnych zasad. W rzeczywistości są to
"ogólne przepisy" i norma ma na celu objęcie wszystkich metali i wszystkich energii
promieniowania rentgenowskiego i gamma, chociaż jest wyraźnie napisana pod kątem metali
żelaznych o średniej grubości. Mija 10 lat od jej ustanowienia i należy spodziewać się jej
nowelizacji.
Cenną normą jest EN 462, Części 1 - 5 "Jakość obrazu radiogramów ", której różne
części opisują różnego typu wskaźniki jakości obrazu (IQI), sposób ich użycia, tabele
osiągalnych czułości IQI oraz sposób określania osiągalnych czułości dla innych technik i
materiałów. Czułości IQI są podane w wartościach bezwzględnych (grubość najcieńszego
rozróżnialnego pręcika lub średnica otworu), a nie jako wartości procentowe, co jest doskonałym
pomysłem. Pręciki są ponumerowane od najgrubszego do najcieńszego, co jest kierunkiem
przeciwnym do numerowania otworów w IQI typu schodkowo-otworkowego. Może to być
łatwo źródłem nieporozumienia, gdy komuś się powie, że ma wykrywać, np. z czułością lepszą
niż W.13.
Dobrą opinią cieszą się dwie normy dotyczące błon radiograficznych
przemysłowych: EN 584-1 i EN 584-2. Część 1 klasyfikuje systemy błon radiograficznych
(błona + obróbka) w sześciu klasach (C.1 - C.6) w oparciu o minimalny gradient przy
zaczernieniu 2,0 i 4,0, minimalny stosunek gradient/szum przy zaczernieniu 2,0 i maksymalną
granulację przy zaczernieniu 2,0. Przypisuje ona błonom numer czułości w oparciu o dawkę
promieniowania potrzebną do wywołania zaczernienia 2.0. Obecnie rozpatrywany jest
znowelizowany, znacznie obszerniejszy projekt PR-EN 584-1:2004, który prawdopodobnie
zaprezentowany zostanie na naszej Konferencji w roku przyszłym.
Część 2 podaje własności błony w zależności od warunków obróbki i opisuje sposób pomiaru
właściwości systemu błony (błona + obróbka) oraz sposób wykonywania rutynowych kontroli za
pomocą standardowego paska wzorcowego. Jest to postęp, daleki od opisu błon typu
"drobnoziarnista, średnioziarnista, o dużej czułości, o małej czułości".
W ostatnim okresie przyjęto normy:
- EN 12543-1 do 5 określające pięć różnych metod pomiaru wielkości plamki
ogniskowej, z których jedna jest wyłącznie dla lamp mikroogniskowych i miniogniskowych. Są
to metody skanowania, otworkowa, szczelinowa i krawędziowa. Wszystkie te metody działają,
ale jeszcze nie wykazano, że wszystkie dają te same wyniki. Wydaje się, że mało uwagi
zwrócono na fakt, że plamka ogniskowa nie jest jednorodnym emiterem o ostrych krawędziach,
ale ma "gorące miejsca" i zwykle rozmazane krawędzie, więc prawie niemożliwe jest
przypisanie "prawidłowej" wielkości, chyba że przez jakąś sztuczna konwencję, taką jaka jest
stosowana przez producentów medycznych lamp rentgenowskich
- EN 12544-1 do 3 określające trzy metody pomiaru napięcia lamp rentgenowskich
- EN 12679, która określa metodę pomiaru wielkości źródła promieniowania gamma
(wielkości fizycznej, a nie natężenia).
Ukazała się już trzyczęściowa norma EN 13068-1 do 3 na temat radioskopii (radiografia
w czasie rzeczywistym), w której podano zasady badań materiałów metalowych za pomocą
promieniowania X i gamma, ilościowy pomiar własności obrazu oraz sprawdzanie długotrwałej
stabilności urządzeń obrazujących.
2
Tablica 1. Normy radiograficzne opracowane w Komitecie Technicznym CEN-TC/138
EN 1330-3
Non destructive testing - Terminology - Part 3: Terms used in industrial radiology
Badania nieniszczące. Terminologia. Terminy stosowane w radiograficznych badaniach
przemysłowych
EN 444
Non destructive testing - Industrial radiography - General principles for the radiographic
examination of metallic materials using X and –rays
Badania nieniszczące. Ogólne zasady radiograficznych badań materiałów metalowych za
pomocą promieniowania X i gamma
EN 462-1
Non destructive testing - Non destructive testing - Image quality of radiographs - Part 1: Image,
quality indicators (wire type), determination of image quality value
Badania nieniszczące. Jakość obrazu radiogramów. Wskaźniki jakości obrazu (typu
pręcikowego). Liczbowe wyznaczanie jakości obrazu
EN 462-2
Non destructive testing - Non destructive testing - Image quality of radiographs - Part 2: Image
quality indicators (step/hole type), determination of image quality value
Badania nieniszczące. Jakość obrazu radiogramów. Wskaźniki jakości obrazu (typu
schodkowo-otworkowego). Liczbowe wyznaczanie jakości obrazu
EN 462-3
Non destructive testing - Non destructive testing - Image quality of radiographs - Part 3: Image
quality classes for ferrous metals Badania nieniszczące. Jakość obrazu radiogramów. Klasy
jakości obrazu dla stopów żelaza
EN 462-4
Non destructive testing - Non destructive testing - Image quality of radiographs - Part 4:
Experimental evaluation of image quality values and image quality tables
Badania nieniszczące. Jakość obrazu radiogramów. Doświadczalne wyznaczanie liczbowej
jakości obrazu i tablice jakości obrazu
EN 462-5
Non destructive testing - Non destructive testing - Image quality of radiographs - Part 5: Image
quality indicators (Duplex wire type), determination of total image unsharpness value Badania
nieniszczące. Jakość obrazu radiogramów. Wskaźniki jakości obrazu (typu podwójny pręcik),
wyznaczanie nieostrości obrazu
EN 584-1
Non destructive testing - Industrial radiographic film - Part 1: Classification of films systems
for industrial radiography
Badania nieniszczące. Błona radiograficzna przemysłowa. Klasyfikacja systemów błony dla
radiografii przemysłowej
EN 584-2
Non destructive testing - Industrial radiographic film - Part 2: Control of film processing by
means of reference values
Badania nieniszczące. Błona radiograficzna przemysłowa.
Kontrola obróbki błony za pomocą wartości odniesienia
EN 12543-1
Non destructive testing - Characteristics of focal spots in industrial X-ray tubes assemblies for
use in Non destructive testing - Part 1: Scanning method
Badania nieniszczące. Charakterystyki ognisk przemysłowych układów lamp rentgenowskich
stosowanych w badaniach nieniszczących.
Część 1: Technika przeszukiwania
EN 12543-2
Non destructive testing - Characteristics of focal spots in industrial X-ray tubes assemblies for
use in Non destructive testing - Part 2: Pinhole camera radiographic method
Badania nieniszczące. Charakterystyki ognisk przemysłowych układów lamp rentgenowskich
stosowanych w badaniach nieniszczących.
Część 2: Technika radiograficznej kamery otworkowej
EN 12543-3
Non destructive testing - Characteristics of focal spots in industrial X-ray tubes assemblies for
use in Non destructive testing - Part 3: Slit camera radiographic method
Badania nieniszczące. Charakterystyki ognisk przemysłowych układów lamp rentgenowskich
stosowanych w badaniach nieniszczących.
Część 3: Technika radiograficznej kamery szczelinowej
3
EN 12543-4
Non destructive testing - Characteristics of focal spots in industrial X-ray tubes assemblies for
use in Non destructive testing - Part 4: Edge method
Badania nieniszczące. Charakterystyki ognisk przemysłowych układów lamp rentgenowskich
stosowanych w badaniach nieniszczących.
Część 4: Technika krawędziowa
EN 12543-5
Non destructive testing - Characteristics of focal spots in industrial X-ray tubes assemblies for
use in Non destructive testing - Part 5: Measurement of the effective focal spot size of mini and
micro focus X-ray tubes. Badania nieniszczące. Charakterystyki ognisk przemysłowych
układów lamp rentgenowskich stosowanych w badaniach nieniszczących. Część 5: Pomiary
wielkości skutecznej ogniska mini- i mikroogniskowych lamp rentgenowskich
Non destructive testing - Measurement and evaluation of the X-ray tube voltage - Part 1:
EN 12544-1 Voltage divider method. Badania nieniszczące. Pomiar i ocena napięcia lamp rentgenowskich.
Część 1: Technika dzielnika napięcia
EN 12544-2
Non destructive testing - Measurement and evaluation of the X-ray tube voltage - Part 2:
Constancy check by the thick filter method.
Badania nieniszczące. Pomiar i ocena napięcia lamp rentgenowskich.
Część 2: Sprawdzanie stałości techniką filtra
Non destructive testing - Measurement and evaluation of the X-ray tube voltage - Part 3:
EN 12544-3 Spectrometric method. Badania nieniszczące. Pomiar i ocena napięcia lamp rentgenowskich.
Część 3: Technika spektrometryczna
EN 12679
Non destructive testing - Industrial radiography - Determination of the size of industrial
radiographic sources
Badania nieniszczące. Określanie rozmiarów przemysłowych źródeł radiograficznych. Metoda
radiograficzna
Non destructive testing - Radioscopic testing - Part 1: Quantitative measurement of imaging
EN 13068-1 properties. Badania nieniszczące. Badania radiologiczne.
Część 1: Ilościowy pomiar własności obrazu (U)
EN 13068-2
Non destructive testing - Radioscopic testing - Part 2: Qualitative control and long term stability
of imaging devices.
Badania nieniszczące Badania radiologiczne. Część 2: Sprawdzanie długotrwałej stabilności
urządzeń obrazujących (U)
EN 13068-3
Non destructive testing - Radioscopic testing - Part 3: General principles of radioscopic testing
of construction materials by X- and gamma rays
Badania nieniszczące. Badania radiologiczne. Część 3: Ogólne zasady radiologicznych badań
materiałów metalowych za pomocą promieniowania X i gamma (U)
EN 14096-1
Non-destructive testing - Qualification of radiographic film digitation systems - Part 1:
Definitions, quantitative measurements of image quality parameters, standard reference film
and quantitative control
Badania nieniszczące. Określenie systemów digitalizacji radiogramu. Definicje, pomiary
ilościowe parametrów jakości obrazu, radiogramy odniesienia i ocena jakościowa.
Non-destructive testing - Qualification of radiographic film digitation systems - Part 2:
EN 14096-2 Minimum requirements . Badania nieniszczące. Określenie systemów digitalizacji radiogramu.
Wymagania minimalne
EN 25580
Non destructive testing - Industrial radiographic illuminators - Minimum requirements
Badania nieniszczące. Przemysłowe negatoskopy radiograficzne. Wymagania minimalne
Ostatnim osiągnięciem CEN TC-138 jest norma EN 14096-1 i –2 dotycząca określania
systemów digitalizacji radiogramu (kwalifikacji systemów przetworników analogowocyfrowych błon radiograficznych). Postanowienia tej normy są prezentowane w referacie Jana
Kielczyka
4
Normą opracowaną także w TC-138, ale stosowaną już od lat, jest EN 25580, w której
określono wymagania minimalne dla negatoskopów (luminancja, równomierność oświetlenia
ekranu, współczynnik rozproszenia światła). Badaniu spełniania tych warunków poświęcony był
referat J. Kielczyka na Konferencji „Popów 2002".
Normy związane z określonymi wyrobami zamieszczono w tabl. 2. Najbardziej sporną
spośród tych norm EN i taką, która powoduje dla użytkowników wiele problemów ze
zrozumieniem, jest EN 1435. Duża część tej normy jest taka sama, jak EN 444:1994.
Wątpliwości powstają zwłaszcza przy badaniu rur, gdy wymaga się lub preferuje użycie
promieniowania gamma ze źródła Ir-192
Na przykład tablica 1 tej normy w punkcie 6.2.2 podaje, ze dolna granica grubości dla
źródła Ir-192 wynosi 20 mm. Zdanie w tym samym punkcie stwierdza, że "po uzgodnieniu
między stronami kontraktu granica ta może być obniżona do 10 mm", ale czułość wskaźnika
pręcikowego IQI wciąż musi wynosić W. 14 i praktycznie prawie nie ma szans na osiągnięcie
takiej czułości. Jeśli jednak użyje się wskaźnika IQI typu schodkowo-otworkowego, tablica B.12
zawiera ustępstwo i dla stali o grubości, np. 16 mm dopuszczalna jest czułość H.7 (0,5 mm) przy
IQI po stronie błony, a to można łatwo uzyskać. Zatem przy użyciu innego wskaźnika IQI
radiografia z użyciem źródła promieniowania gamma Ir-192 jest dopuszczalna!
Podobnych krytycznych uwag dla tej normy oraz związanej z nią EN 12517 jest sporo.
Teraz po wejściu Polskiego Komitetu Normalizacyjnego do CEN łatwiejsza wydaje się droga do
proponowania wprowadzania zmian merytorycznych w EN. Wymaga to jednak zdecydowanej i
uzasadnionej postawy naszych przedstawicieli oraz wsparcia finansowego od przemysłu i
samego PKN (koszty uczestnictwa w Grupach Roboczych, Komitetach Technicznych itd.).
Tablica 2 Normy radiograficzne opracowane w Komitecie Technicznym CEN-TC/121
Non-destructive examination of welds - Radiographic examination of welded joints
Badania nieniszczące złączy spawanych. Badania radiograficzne złączy spawanych
Non-destructive testing of welds - Radiographic testing of welded
joints (Zmiana do normy)
Non-destructive testing of welds - Radiographic testing of welded
joints (Zmiana do normy)
Non-destructive examination of welds - General rules for metallic materials
EN 12062:1997
Badania nieniszczące złączy spawanych. Zasady ogólne dotyczące metali
Non-destructive examination of welds - General rules for metallic materials
EN
(Zmiana do norm)y
12062:1997/Al:2002
Non-destructive examination of welds - General rules for metallic
EN
materials (Zmiana do normy)
12062:1997/A2:2003
Non-destructive examination of welds - Radiographic examination of welded joints
-Acceptance levels
EN 12517:1998
Badania nieniszczące złączy spawanych. Badania radiograficzne złączy
spawanych. Poziomy akceptacji
Non-destructive testing of welds - Radiographic testing of welded joints EN
Acceptance levels (Zmiana do normy)
12517:1998/Al:2002
Non-destructive examination of welds - Radiographic examination of welded joints
EN
12517:1998/Al:2002/A -Acceptance levels
(Zmiana do normy)
C:2003
Non-destructive testing of welds - Radiographic testing of welded joints EN
Acceptance levels
(Zmiana do normy)
12517:1998/A2:2003
EN 1435:1997
EN
1435:1997/Al:2002
EN
1435:1997/A2:2003
CEN/TC 190
EN 12681:2003
Founding Radiographic examination
Wyroby odlewane. Badania
radiograficzne
5
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2004”
20 - 22 września 2004 r
Zamieszczone w tabl. 2 zmiany do norm (Al, A2, ...) przeważnie nie wnoszą istotnych
zmian merytorycznych. Nowelizacja normy praktycznie następuje (o ile to konieczne) podczas
przeglądu normy po 10 latach jej stosowania.
Oddzielną grupę norm stanowią te, które są wspólne dla wszystkich metod badań
nieniszczących. Do nich należą dwie fundamentalne normy:
- EN 473 - nowelizowana w roku 2000 (polska wersja w 2002) oraz
- EN 25817 określająca poziomy jakości złączy spawanych znowelizowana w br.
jako EN ISO 5817:2003. Będzie wkrótce dostępna jako PN-EN ISO 5817(U), w
języku angielskim.
Norma EN ISO 5817 wprowadza liczne zmiany, których omówienie wymaga oddzielnego
opracowania. Najważniejsze z nich to:
- rozszerzenie zakresu grubości złączy od t > 0,5 mm,
- klasyfikacja poziomów jakości złączy według nie ujętych dotychczas niezgodności, a
sklasyfikowanych w EN ISO 6520-1, np. por (217), niewłaściwy brzeg )525),
przepalenie (510) itd.,
- podział niezgodności na powierzchniowe, wewnętrzne i kształtu,
- zmiany wymiarów granicznych dla niektórych niezgodności, np.: dla
podtopień,
(5011, 5012), nawisów (508), wklęśnięcia grani (515), przyklejeń (401),
łańcucha
pęcherzy (2014) i kilku innych.
Bieżące prace Komitetów Technicznych PKN oraz CEN i ISO można śledzić na stronach
Internetu: www.pkn.pl Tam też znajdują się adresy (linki do międzynarodowych organizacji
normalizacyjnych.
6