WYMAGANIA W ZAKRESIE BADAŃ NIENISZCZĄCYCH URZĄDZEŃ TECHNICZNYCH W FAZIE EKSPLOATACJI

Transkrypt

1 WYMAGANIA W ZAKRESIE BADAŃ NIENISZCZĄCYCH URZĄDZEŃ TECHNICZNYCH W FAZIE EKSPLOATACJI Marta Wojas Marek Dobrowolski Urząd Dozoru Technicznego 1. WSTĘP Planowanie, wykonywanie i interpretacja wyników badań eksploatowanych urządzeń, konstrukcji, aparatury, rurociągów itp., wymaga w wielu przypadkach stosowania odmiennego podejścia niż w przypadku badań podczas ich wytwarzania i badań odbiorczych. Różnice dotyczą sposobu planowania badań, doboru metody / techniki badawczej do zaplanowanego zadania, doboru wyposażenia badawczego i materiałów do badań, ustalenia kryteriów akceptacji, oceny i interpretacji wyników badania, a także, co w wielu przypadkach jest podstawowym kryterium prowadzenia takich badań, wymagań dotyczących kwalifikacji osób opracowujących procedury i instrukcje badawcze oraz oceniających i interpretujących wyniki badań. 2. METODY BADAWCZE Liczące się na rynku w krajach Unii Europejskiej laboratoria badawcze spełniają na ogół wymagania EN ISO/IEC , która w p wymaga, aby preferować normy (badańprzyp. autora) opublikowane i uznane na poziomie regionalnym i krajowym. Ponieważ jednak w publikowanych normach czy to międzynarodowych ISO czy też europejskich EN (wyjątek w tym zbiorze może stanowić EN ), brak jest dokumentów normatywnych dotyczących badań eksploatacyjnych konwencjonalnymi metodami takimi jak np. PT, MT, UT itd., laboratorium powinno opracować własne pisemne procedury dotyczące nieznormalizowanych metod/ technik badawczych, przy czym opracowania takie powinny być powierzone i wykonane przez odpowiednio wykwalifikowany, kompetentny personel, zaś procedury / techniki nieznormalizowane należy poddać walidacji przed ich zastosowaniem. Procedury te powinny być przedmiotem uzgodnień z klientem w zakresie celu badania, kryteriów akceptacji i przydatności metody do założonego celu. W tym miejscu należy zwrócić uwagę, że metodą / techniką nieznormalizowaną jest każde zastosowanie znormalizowanej metody w warunkach odbiegających od tych określonych w normie badania, 1 EN ISO/IEC 17025:2005 Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących. 2 EN 14127:2004 Badania nieniszczące. Pomiary ultradźwiękowe grubości. 1

2 np. wykonanie badania radiograficznego w innym układzie do badania niż to zakłada EN lub badania penetracyjnego w temperaturze niższej niż to zakłada EN Walidacja musi obejmować określenie wszystkich cech charakterystycznych metody / techniki, sprawdzenie, czy wymagania mogą być spełnione oraz stwierdzenie jej przydatności czyli przeprowadzenie kwalifikacji badania / kontroli. Wynik badania uzyskany określoną metodą jest w równej mierze zależny jest od metodologii przyjętej we własnej procedurze, stosowanego wyposażenia pomiarowo- badawczego i kwalifikacji personelu wykonującego badanie. Przedmiotem walidacji może więc być każdy z tych elementów z osobna. Walidacja może być prowadzona także interaktywnie między wszystkim elementami. Ponadto powinna być także oszacowana niepewność wyniku badania, Należy w tym celu wziąć pod uwagę wszystkie elementy i dokonać identyfikacji znaczących źródeł niepewności, a następnie ocenić wpływ każdego z nich na niepewność wyniku końcowego. Celem wykazania, że metoda / technika badawcza spełnia założony cel, powinna być przeprowadzona analiza mająca za zadanie ocenę, czy wybrana metoda jest odpowiednio wybrana i czy w laboratorium istnieją możliwości personel i wyposażenie do badań - wykonania badania tą metodą w sposób powtarzalny i odtwarzalny, czy metoda jest wiarygodna i czy niepewność wyników badań jest możliwa do przyjęcia przez klienta. Brak normatywnych dokumentów odniesienia dotyczących badań nieniszczących obiektów eksploatowanych powoduje konieczność walidacji procedur / technik badań przeprowadzanych w warunkach eksploatacyjnych oraz uzgadniania ich z klientem w dużo większym zakresie niż przy badaniu podczas wytwarzania. Decydujący wpływ mogą tu mieć kwalifikacje osób odpowiedzialnych za wykonywanie badań począwszy od uzgodnienia z klientem kryteriów akceptacji poprzez opracowanie / dostosowanie metody / techniki do określonego celu, opracowanie procedury badawczej i jej walidację, aż do oceny wyników badania i ich interpretację. Wiadomo bowiem, że kwalifikacje i praktyka osób wykonujących i nadzorujących badania nieniszczące stanowią jedno z najistotniejszych źródeł niepewności uzyskiwanych wyników badania, czego potwierdzeniem mogą być wyniki badań międzylaboratoryjnych (otwartych i zamkniętych) zarówno w kraju jak i za granicą. 3. WYMAGANIA KWALIFIKACYJNE I CERTYFIKACJA PERSONELU W laboratorium wykonującym badania nieniszczące obiektów eksploatowanych powinien być zatrudniony kompetentny, odpowiednio kwalifikowany, personel wykonujący badania oraz obsługujący wyposażenie badawcze. Wymagania kwalifikacyjne dla personelu powinny być dokładnie określone celem spełnienia wybranych przepisów prawnych lub tam, gdzie istnieją, norm badań albo oczekiwań klienta wynikających np. ze specyfikacji technicznych. Pojęcie kwalifikacji obejmuje odpowiednie wykształcenie, przeszkolenie, doświadczenie i umiejętności, a niekiedy jak w przypadku badań nieniszczących predyspozycje fizyczne, 3 EN 1435:1997 Badania nieniszczące złączy spawanych. Badania radiograficzne złączy spawanych. 4 EN 571-1:1997 Badania nieniszczące. Badania penetracyjne. Część 1 Wymagania ogólne. 2

3 w szczególności wzrok, a niekiedy i inne czynniki bardzo ważne w fazie badaniach eksploatacyjnych, jak np. praca w pomieszczeniach zamkniętych, na wysokości itp.. Personel badań nieniszczących powinien posiadać osobiste certyfikaty w określonej metodzie badań nieniszczących, stopniu i sektorze przemysłowym oraz, co jest warunkiem podstawowym, powinien odbyć odpowiednie szkolenia stanowiskowe ( ang. job of training). Szczególnym wymaganiem normy EN ISO/IEC 17025, ( por. np. Uwaga 2 do p ), dotyczy personelu odpowiedzialnego za opiniowanie i interpretację wyników badań załączanych do sprawozdań. Osoby upoważnione do takich działań powinny wykazać się wiedzą ogólną w zakresie znajomości przepisów prawnych i norm w obszarze działalności laboratorium, a także odpowiednią wiedzą specjalistyczną z dziedziny materiałów, technologii wytwarzania, a w przypadku badań eksploatacyjnych dodatkowo zastosowania i przewidywanego zużycia badanych obiektów. Mając na uwadze przyczyny prowadzące do uszkodzeń oraz względy ekonomiczne, przed przystąpieniem do planowania rodzaju i zakresu badań konieczne jest określenie rodzaju i miejsc występowania spodziewanych wad. W tym celu konieczna jest znajomość: budowy i materiału obiektu wg dokumentacji projektowej i powykonawczej, np. występowania karbów konstrukcyjnych (zmian przekroju), strukturalnych (złącza spawane), analizy obciążeń, rozkładu naprężeń wynikających z warunków eksploatacji np. temperatury pracy i ciśnienia, planowanych i rzeczywisty warunków eksploatacji (np. analiza raportów dziennych, zapisów rejestratorów temperatur, ciśnień, ilości podawanych substratów do reaktorów, czystość zastosowanej wody chłodzącej itp. itd.), oraz historii obiektu, a w tym: ilości uruchomień i odstawień, jeśli ma zastosowanie, wykrytych uszkodzeń w poprzednim postoju i zakresu ostatnich remontów, przebieg obciążenia, przeciążenia, skoki temperatury, zmiany agresywności środowiska w czasie pracy. Tak zebrany materiał informacyjny pozwala na: określenie spodziewanych rodzajów uszkodzeń eksploatacyjnych i miejsc ich występowania, inwentaryzację miejsc badania i sporządzenie stosownej dokumentacji (szkice, rysunki), ustalenie kryteriów akceptacji, które często oparte są o wymagania projektowe, ale ostateczna decyzja o dopuszczalności wykrytych wad zapada po analizie stanu rzeczywistego, dobór metod badania stosownych do spodziewanych uszkodzeń, kolejności ich zastosowania, opracowanie procedur / instrukcji badania. Wymagania dotyczące zasad kwalifikacji osób wykonujących badania w fazie wytwarzania są określone w dokumentach normatywnych, np. w przypadku dyrektywy dotyczącej urzą- 3

4 dzeń ciśnieniowych (97/23/WE), w normach zharmonizowanych materiałów 5 lub w odpowiednich normach wyrobu ( porównać z publikacjami prezentowanymi na 29/30 KKBN oraz innych publikacjach przedstawicieli UDT na innych konferencjach i seminariachprzyp. aut.), które jako powołanie przytaczają lub stawiają warunek równoważnego kryterium certyfikacji. Cytowana wyżej EN jest jedną z niewielu norm jednoznacznie określających jej stosowanie w zakresie pomiarów grubości podczas wytwarzania oraz pomiarów eksploatacyjnych pozostającej grubości ścianki. Każdy z zakresów stosowania ma własne specjalne warunki, które wymagają specjalnych technik pomiaru. Norma ta jako powołanie normatywne podaje i stwierdza p. 5.6, że zalecana jest certyfikacja personelu z lub równoważna, zaś w uwadze do tego punktu dodatkowo określa wymaganie ważne dla celów wytwarzania, że dla urządzeń ciśnieniowych kategorii III i IV personel musi być uprawniony przez organizację trzeciej strony uznaną przez Kraj Członkowski. Biorąc pod uwagę podany wyżej zakres stosowania EN znajdujemy potwierdzenie konieczności certyfikacji personelu wykonującego pomiary grubości. Odbiciem takiego wymagania jest np. prowadzony w UDT-CERT odpowiedni program certyfikacji w tym zakresie. Potwierdza to bardzo ważny problem, jakim jest odpowiedniość certyfikacji dla określonego celu, co oznacza w praktyce, że w certyfikat kompetencji powinien być odpowiedni pod względem metody, stopnia i sektora wyrobu / przemysłowego, w którym wykonywane są odpowiednie badania. W przypadku badań eksploatacyjnych takim certyfikatem jest certyfikat uzyskany w sektorze [7] - badania przed- i eksploatacyjne urządzeń, obiektów i konstrukcji, stanowiącego połączenie sektorów odpowiednich wyrobu: odlewów, odkuwek, wyrobów spawanych, rur różnych średnic, łącznie z wyrobami płaskimi do wytwarzania rur spawanych oraz wyrobów przerabianych plastycznie, który określa cytowana :2000 ( w :1993 sektor ten nie występował). Szczególne znaczenie w badaniach eksploatacyjnych mają kwalifikacje osób z 2. i 3.stopniem kwalifikacji, które, każda wg właściwych dla danego stopnia kompetencji, realizują określone zakresy odpowiedzialności. Zgodnie z :2000, p. 5.3, osoba certyfikowana na 3. stopień posiada wystarczającą praktyczną znajomość dotyczącą stosowanych materiałów, technologii produkcji i wyrobów celem wyboru metod badań nieniszczących, ustalania techniki badania nieniszczącego, a także.. może.. brać udział przy ustalaniu kryteriów akceptacji, jeżeli takich brak, oraz posiada..umiejętność interpretowania i oceny wyników badań na podstawie obowiązujących norm, przepisów i specyfikacji, jeśli takie istnieją, a także procedur badawczych metod nieznormalizowanych. Powinna także sporządzać i walidować instrukcje oraz procedury badań nieniszczących oraz wyznaczać określone metody badania, stosowane procedury i instrukcje badań nieniszczących. Osoba certyfikowana na 2.stopień posiada między innymi kompetencje do wykonywania badań nieniszczących zgodnie z ustalonymi lub uznanymi procedurami i w oparciu o nie dokonać doboru techniki badania dla stosowanej metody badania. 5 Tablica 1. Wybrane zharmonizowane normy materiałowe i normy powołane -wymagania dla personelu badań nieniszczących. 4

5 Tak określone wymagania i umiejętności oraz wynikająca z nich odpowiedzialność osób certyfikowanych w sektorze [7] wskazują na ważność określenia odpowiedniego programu certyfikacji przez jednostkę certyfikującą począwszy od zatwierdzenia programów (syllabusów) szkoleniowych poprzez określenie zakresu i zawartości egzaminów kwalifikacyjnych w każdej części przewidzianej w (egzamin ogólny, specjalistyczny i szczególnie praktyczny, np. w przypadku 2. stopnia kwalifikacji w zakresie opracowania instrukcji badawczej!). 4. PODSUMOWANIE Tematyka badań przed- i eksploatacyjnych zawarta w zasadach kwalifikacji i certyfikacji personelu (patrz wcześniej cytowany sektor przemysłowy [7]), niemal nie istnieje w zalecanych na poziomie międzynarodowym. wytycznych programów szkoleń. Dotyczy to zarówno tych podanych w :2000 (wytyczne ICNT WH do wydane przez ICNDT - Międzynarodowy Komitet Badań Nieniszczących, zmodyfikowane w 2000r.), jak i nowoopracowanych dokumentów EN/ISO (Technicznych Specyfikacjach - TS EN/ TS ISO) w ramach prac Komitetów Technicznych TC 138/TC 135, w których zdecydowany nacisk położony jest na sferę wytwarzania. Stanowi to o poważnej słabości tych dokumentów, co znalazło odbicie w opinii opracowanej w UDT-CERT skierowanej za pośrednictwem ISO/TC 135. Wydaje się, że ten obszar kwalifikacji certyfikacji wymaga pilnego uzupełnienia w zakresie odpowiednich dokumentów odniesienia jako specyfikacji technicznych w zakresie dotyczącym m.in.: terminologii i definicji ogólnej badań przed- i eksploatacyjnych, wykonywania badań eksploatacyjnych w poszczególnych metodach, terminów i definicji wad i uszkodzeń eksploatacyjnych, charakteryzowania wad / uszkodzeń eksploatacyjnych (wielkość, nasilenie nagromadzenie, dodawanie itp.) kryteriów akceptacji wad i uszkodzeń eksploatacyjnych. Specyfikacje mogłyby mieć charakter branżowy, gdyż specyfika poszczególnych dziedzin przemysłu, np. energetycznego czy chemicznego, mają swoje charakterystyczne wymagania. Pytaniem zasadniczym jest do jakiego forum należy skierować potrzebę opracowania i rozwiązania tej problematyki tym bardziej, że jest ona już znana z przepisów ASME, API czy też podejmowana na forum CEN ( CWA RBI) dotyczącym oceny ryzyka oraz z sukcesywnie opracowywanych dokumentów ISO ( ISO 17359) dotyczących wytycznych warunków monitorowania i diagnostyki maszyn

6 Tablica 1. Wybrane zharmonizowane normy materiałowe i normy powołane -wymagania dla personelu badań nieniszczących. Zharmonizowana norma materiałowa; nr / tytuł PN-EN :2004. Wyroby płaskie ze stali na urządzenia ciśnieniowe. Część1:Wymagania ogólne PN-EN :1999. Warunki techniczne dostawy odlewów staliwnych do pracy pod ciśnieniem. Wymagania ogólne PN-EN :2000 Odkuwki stalowe na urządzenia ciśnieniowe. Ogólne wymagania dotyczące odkuwek swobodnie kutych Normy powołane dotyczące badań nieniszczących ; nr / tytuł PN-EN 10160:2001 Badania ultradźwiękowe wyrobów stalowych płaskich o grubości równej lub większej niż 6 mm (metoda echa) PN-EN 1369:2002 Odlewnictwo. Badania magnetyczno-proszkowe PN-EN 1370:2001 Odlewnictwo. Badanie chropowatości powierzch- ni za pomocą wzorców wzrokowo- dotykowych PN-EN :2002 Odlewnictwo. Badania penetracyjne. Część 1: Odlewy wykonane w formach piaskowych, kokilach i pod niskim ciśnieniem PN-EN :2002 Badania Część 1:Badanie magnetycznoproszkowe PN-EN :2002 Badania Część:2 Badanie penetracyjne. PN-EN :2002 Badania Badanie ultradźwiękowe odkuwek ze stali ferrytycznych lub martenzytycznych PN-EN :2000 Badania Badanie ultradźwiękowe odkuwek ze stali nierdzewnych austenitycznych i austenityczno-ferrytycznych Wymagania dla personelu badań nieniszczących Badania wykonuje wykwalifikowany personel na odpowiedzialność osoby posiadającej certyfikat 3.stopnia wg Badania powinny być wykonywane przez personel kwalifikowany zgodnie z lub zgodnie z równoważnym kryterium certyfikacji. Poziom kwalifikacji należy uzgodnić między zamawiającym i wytwórcą Badania powinny być wykonywane przez personel kwalifikowany zgodnie z lub zgodnie z równoważnym kryterium certyfikacji. Poziom kwalifikacji należy uzgodnić między zamawiającym i wytwórcą 6