Sichtprüfung von Schweißverbindungen · GSI – Gesellschaft für Schweißtechnik International...

Sichtprüfung von Schweißverbindungen

Vortrag am 28.01.2016

DVS BV Köln

Jens Meißner, GSI mbH, SLV Duisburg

GSI – Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH, NL SLV Duisburg 1

Durchführung der Sichtprüfung

DIN EN 13018 – Sichtprüfung allgemeine Grundlagen

DIN EN ISO 17637 – Sichtprüfung Schweißverbindungen



DIN EN 13018 / DIN EN ISO 17637

• Beleuchtungsstärke auf der Prüfoberfläche

• Betrachtungsabstand• Betrachtungswinkel• Übersichtsprüfung• Direkte Sichtprüfung• Indirekte Sichtprüfung• Sichtprüfung Vor, Während und Nach

dem Schweißen


DIN EN ISO 17637

Prüfbedingungen

• Beleuchtungsstärke auf der Prüfoberfläche mindestens 350 lx. Empfohlen wird 500 lx

• Betrachtungsabstand maximal 600 mm

• Betrachtungswinkel > 30 °


DIN EN ISO 17637

Anforderungen an das ZfP- Personal

�Qualifiziertes und geeignetes Personal

�Empfehlung: nach ISO 9712 (EN 473) qualifiziert (Industriesektor)


DIN EN ISO 17637

Sichtprüfung Allgemeines

Der Prüfungsumfang ist im voraus in einer Anwendungsnorm oder durch Vereinbarung zwischen den Vertragspartnern festzulegen.

Dem Prüfer sind die notwendigen Prüfungsunterlagenund Fertigungsdokumente zugänglich zu machen.

Die Schweißnähte sollen direkt zugänglich sein. Mitunter sind auch Prüfungen nach Oberflächenbehandlungen durchzuführen.


DIN EN ISO 17637

Sichtprüfung der Schweißnahtvorbereitung

a) die Form und die Maße der Nahtvorbereitung mitden nach der Schweißanweisung

b) die Fugenflanken und die angrenzenden Oberflächengesäubert sind;

c) die durch Schweißen zu verbindenden Teile entsprechend den Zeichnungen oder Anweisungen richtigzueinander geheftet wurden.


DIN EN ISO 17637


DIN EN ISO 17637

Sichtprüfung während des Schweißens

a) Säuberung jeder Lage bzw. Raupe. Besondere Beachtung ist der Verbindung des Schweißgutes mit der Fugenflanke zu widmen.

b) sichtbaren Unregelmäßigkeiten, z. B. Risse oder Hohlräume.

c) die Art des Überganges zwischen den Raupen sowie zwischen der Schweißnaht und dem Grundwerkstoff.

d) die Tiefe und die Form des Ausfugens mit der WPS übereinstimmen, oder ob sie mit der ursprünglichen Fugenform vergleichbar sind.

e) nach notwendigen Reparaturen/Abhilfemaßnahmen die Schweißnaht mit den ursprünglichen Anforderungen der WPS übereinstimmen.


DIN EN ISO 17637


DIN EN ISO 17637Sichtprüfung nach dem Schweißen1. Prüfung nach Bewertungsnorm z.B. ISO 5817 oder ISO 100422. Säuberung und Nachbearbeitung

� Schlacke� Werkzeugeinkerbungen� Überhitzungen, Riefen, Unregelmäßigkeiten� Nahtübergänge

3. Form und Maße� Form der Nahtoberfäche, Nahtüberhöhung� Oberflächenform, gleichmäßiges Erscheinungsbild� gleichmäßige Nahtbreite, Fugenfüllung

4. Wurzel und Oberfläche� Einbrand, Wurzelrückfall, Durchbrand oder Lunker� Einbrandkerben � Unregelmäßigkeiten in der Nahtoberfläche oder in der WEZ, wie Risse

oder Porositäten� Ansatzteile� Zündstellen

5. Wärmenachbehandlung� Prüfung nach einer Wärmenachbehandlung


DIN EN ISO 17637

Bewertung der Sichtprüfung

DIN EN ISO 5817 – Schmelzschweißverbindungen an Stahl, Nickel, Titan und deren Legierungen

DIN EN ISO 10042 - Lichtbogenschweißverbindungen an Aluminium und seinen Legierungen



Bewertung von Schweißverbindungen

• DIN EN ISO 5817• DIN EN ISO 10042• DIN EN ISO 13919-1 und 2• DIN EN ISO 15085-3 (Bahnanwendungen)• AD HP 5/1 (Druckbehälter)• GW 350 (Leitungen Gas-Wasser)• DIN EN ISO 9606-1 (Schweißerprüfung)• DIN EN ISO 15614-1 ff (Verfahrensprüfung)• DIN EN 1090 - 2 (bauaufsichtlicher Bereich)• Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für

Ingenieurbauten ZTV-ING• DIN EN 13480-5 Metallische industrielle Rohrleitungen – Prüfung• DIN EN 13445-5 Unbefeuerte Druckbehälter - Inspektion und Prüfung• GB 50205 PRC-Code for Acceptance of Construction Quality of Steel

Structure



• Zeichnungsgerechte Ausführung bzw. fachgerechte Fertigung?



• fachgerechte Ausführung• Korrosionsschutz



• Brennschnittgüte



Schweißdraht durchgesteckt



Schweißdrähte durchgesteckt und Anlauffarben



Geometrische Abweichungen


DIN EN ISO 5817

Schweißen - Schmelzschweißverbindungen an Stahl, Nickel, Titan und deren Legierungen(ohne Strahlschweißen) - Bewertungsgruppen

von Unregelmäßigkeiten CEN / TC 121


DIN EN ISO 5817: 2014-06

DIN 1912-1: 1927-04, 1932-05, 1937-05, 1956-05, 1960-07

DIN 8563-1: 1964-06

DIN 8563-3: 1972-04, 1975-07, 1979-01, 1985-10Sicherung der Güte von Schweißarbeiten;Lichtbogenschweißverbindungen an Stahl; Schmelzschweißen;Richtlinie für Bewertungsgruppen von Unregelmäßigkeiten

DIN EN 25817: 1992-09Lichtbogenschweißverbindungen an Stahl – Richtlinie für die Bewertungsgruppen von Unregelmäßigkeiten

DIN EN ISO 5817: 2003-12, 10-2006


DIN EN ISO 5817

– Unregelmäßigkeiten zu definieren die in einer normalen Fertigung erwartet werden können

– Festlegung von drei Qualitätsgruppen(Bewertungsgruppen), aus denen man auswählen kann

– Entscheidung durch Anwendungsnorm + Konstrukteur + Hersteller + Anwender

– Entscheidungsfindungvor Fertigungsbeginn (Angebots- bzw. Bestellstadium)


DIN EN ISO 5817

Bewertungsgruppe

Beschreibung der Qualität einer Schweißung auf der Basis von Art, Größe und Anzahl ausgesuchter Unregelmäßigkeiten

Gruppe / Symbol BewertungsgruppeD niedrigC mittelB hoch


DIN EN ISO 5817

Kurze Unregelmäßigkeit

<bei Schweißnähten, die 100 mm oder länger sind> Unregelmäßigkeit, die in einem Abschnitt von 100 mm, der die meisten Unregelmäßigkeiten beinhaltet, die Gesamtlänge der Unregelmäßigkeiten 25 mm nicht überschreitet

<bei Schweißnähten, die kürzer als 100 mm sind> Unregelmäßigkeit, deren Gesamtlänge der Unregelmäßigkeit 25 % der Länge der Schweißnaht nicht überschreitet


DIN EN ISO 5817

weicher Schweißnahtübergang

glatte Oberfläche ohne Unregelmäßigkeiten oder Schärfe am Übergang zwischen dem Schmelzbad und dem Grundwerkstoff.


DIN EN ISO 5817

• a Nahtdicke der Kehlnaht (siehe auch ISO 2553)nominal throat thickness of the fillet weld

• A Poren umgebende Fläche• b Breite der Nahtüberhöhung• d Durchmesser einer Gaspore• dA Durchmesser der Poren umgebenden Fläche• h Höhe oder Breite der Unregelmäßigkeit• l Länge der Unregelmäßigkeit in Längsrichtung

der Schweißung• lp Länge der projizierten Fläche oder

Querschnittsfläche


DIN EN ISO 5817

• s Nahtdicke der Stumpfnaht (siehe auch ISO 2553)nominal butt weld thickness (see also ISO 2553)

• t Rohrwand- oder Blechdicke• wp Breite der Schweißnaht oder Breite bzw. Höhe bei

einer Querschnittsfläche• z Schenkellänge einer Kehlnaht• α Nahtübergangswinkel• β Winkel des Winkelversatzes• i Durchschweißung von Kehlnähten• r Nahtübergangsradius


DIN EN ISO 5817

• Vergrößerung max. 10-fach (außer Mikrobindefehler und Mikrorisse).

• Systematische Unregelmäßigkeiten nur in Bewertungsgruppe D zulässig.

• Bewertung getrennt nach jeder Unregelmäßigkeit.• Bei mehreren Unregelmäßigkeiten ist eine besondere

Beurteilung notwendig (Mehrfachunregelmäßigkeiten).• Ist der Abstand kleiner dem Hauptmaß der kleineren

Unregelmäßigkeit wird sie als eine Unregelmäßigkeit betrachtet.


DIN EN ISO 5817

• Gruppe Nr. 1 — Risse• Gruppe Nr. 2 — Hohlräume• Gruppe Nr. 3 — Feste Einschlüsse• Gruppe Nr. 4 — Bindefehler und ungenügende

Durchschweißung• Gruppe Nr. 5 — Form- und Maßabweichungen• Gruppe Nr. 6 — Sonstige Unregelmäßigkeiten


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817

Riss / EndkraterrissOrdnungsnummernach ISO 6520-1

100 / 104

In BewertungsgruppeB, C und D -nicht zulässig


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817

OberflächenporeOrdnungsnummernach ISO 6520-1 2017


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817

Grenzwerte für Unregelmäßigkeiten bei Bewertungsgruppen

t mm D C B

0,5 bis 3

d ≤ 0,3 s d ≤ 0,3 a

Nicht

zulässig Nicht

zulässig Oberflächen-pore

2017

> 3

d ≤ 0,3 s d ≤ 0,3 a

aber max. 3,0 mm

d ≤ 0,2 s d ≤ 0,2 a

aber max. 2,0 mm

Nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

Offener EndkraterlunkerOrdnungsnummernach ISO 6520-1 2025

Definition nach ISO 6520-1:Offener Endkrater, der die Querschnittsfläche der Schweißnaht vermindert.


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

0,5 bis 3

h ≤ 0,2 t

Nicht

zulässig Nicht

zulässig Offene

Enkraterlunker

2025

> 3

h ≤ 0,2 t

aber max. 2,0 mm

h ≤ 0,1 t

aber max. 1,0 mm

Nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

BindefehlerOrdnungsnummernach ISO 6520-1 401

Nicht zulässig in Bewertungsgruppe B; C und D


DIN EN ISO 5817



DIN EN ISO 5817

Ungenügender WurzeleinbrandOrdnungsnummernach ISO 6520-1 4021


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

Ungenügender Wurzeleinbrand

4021

≥ 0,5

Kurze

Unregel-mäßigkeit h ≤ 0,2 t,

aber maximal 2mm

Nicht zulässig

Nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

Einbrandkerbendurchlaufend, nicht durchlaufend

Ordnungsnummernach ISO 6520-1

5011 / 5012


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

0,5 bis 3

Kurze

Unregel-mäßigkeit h ≤ 0,2 t

Kurze

Unregel-mäßigkeit h ≤ 0,1 t

Nicht zulässig

Durchlaufende Einbrandkerbe

Nichtdurch-

laufende Einbrandkerbe

5011 5012 > 3

h ≤ 0,2 t,

aber max. 1,0 mm

h ≤ 0,1 t, aber

max.0,5 mm

h ≤ 0,05 t, aber

max.0,5 mm


DIN EN ISO 5817

Wurzelkerben


5013


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817

Grenzwerte für Unregelmäßigkeiten bei Bewertungsgrup pen

t mm

D C B

0,5 bis 3

h ≤ 0,2 mm +

0,1 t

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,1 t

Nicht zulässig Wurzel-

kerbe

5013

> 3

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,2 t,

aber max. 2 mm

Kurze Unregel-


aber max. 1 mm

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,05 t, aber max.

0,5 mm


DIN EN ISO 5817

Zu große NahtüberhöhungStumpfnaht

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

502


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B Zu große Nahtüber-

höhung

(Stumpfnaht)

502

≥ 0,5

h ≤ 1mm

+ 0,25 b,

aber max. 10 mm

h ≤ 1mm

+ 0,15 b,

aber max. 7 mm

h ≤ 1 mm

+ 0,1 b,

aber max. 5 mm


DIN EN ISO 5817

Zu große NahtüberhöhungKehlnaht

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

503


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B Zu große Nahtüber-

höhung

(Kehlnaht)

503

≥0,5

h ≤ 1mm

+ 0,25 b,

aber max. 5 mm

h ≤ 1mm

+ 0,15 b,

aber max. 4 mm

h ≤ 1 mm

+ 0,1 b,

aber max. 3 mm


DIN EN ISO 5817

Zu große Wurzelüberhöhung

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

504


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817


t mm D C B

0,5 bis 3

h ≤ 1 mm + 0,6 b

h ≤ 1 mm + 0,3 b

h ≤ 1 mm + 0,1 b

Zu große Wurzelüber-

Höhung

504

> 3

h ≤

1 mm + 1,0 b, aber max.

5 mm

h ≤


4 mm

h ≤


3 mm


DIN EN ISO 5817

Schroffer Nahtübergang

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

505


DIN EN ISO 5817


Schroffer Nahtüber-

gang

Stumpf-nähte

Kehlnähte

t mm D C B

≥0,5 α ≥ 90° α ≥ 110° α ≥ 150°

≥0,5 α ≥ 90° α ≥ 100° α ≥ 110°


DIN EN ISO 5817

Schweißgutüberlauf

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

506


DIN EN ISO 5817


t mm D C B

Schweißgut- überlauf

506 ≥0,5

Kurze Unregel-

mäßigkeit:

h ≤ 0,2 b

Nicht zulässig

Nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

Verlaufenes Schweißgut

Decklagenunterwölbung


509511


DIN EN ISO 5817


Decklagenunterwölbung


509511


DIN EN ISO 5817


t mm D C B

0,5 bis 3

Kurze

Unregel- mäßigkeit: h ≤ 0,25 t

Kurze

Unregel- mäßigkeit: h ≤ 0,1 t

Nicht zulässig


Decklagen-

unter-wölbung

509 511 > 3

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,25 t, aber max.

2 mm

Kurze Unregel-


aber max. 1 mm

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,05 t, aber max. 0,5 mm


DIN EN ISO 5817

Durchbrand


510

Durchbrand im Schmelzbad, der ein durchgehendes Lochin der Schweißnaht verursacht.

In allen Bewertungsgruppen nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

t mm D C B

Über-mäßige

Asymmetrie der

Kehlnaht

512

≥ 0,5

h ≤ 2 mm +

0,2 a

h ≤ 2 mm +

0,15 a

h ≤ 1,5 mm +

0,15 a

Übermäßige Asymmetrie der Kehlnaht (übermäßige Ungleichschenkligkeit)


512



DIN EN ISO 5817

1. Messen von z1

2. Messen von z2

3. h = Z1 - Z2


DIN EN ISO 5817

Wurzelrückfall

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

515


DIN EN ISO 5817

Wurzelrückfall


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

0,5 bis 3

h ≤ 0,2 mm +

0,1 t

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,1 t

Nicht zulässig

Wurzel-rückfall

> 3

Kurze Unregel-


aber max. 2 mm

Kurze Unregel-


aber max. 1 mm

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,05 t, aber max. 0,5 mm


DIN EN ISO 5817

Wurzelporosität Ordnungsnummer nach ISO 6520-1: 516


DIN EN ISO 5817

Wurzelporosität Ordnungsnummer nach ISO 6520-1: 516

Schwammige Ausbildung der Nahtwurzel als Folge von Blasenbildung

des Schweißgutes bei der Erstarrung (z.B. mangelnder Gasschutz

der Wurzel)

t mm D C B

Wurzel-porosität

516 ≥0,5 Örtlich

zulässig Nicht

zulässig Nicht

zulässig


DIN EN ISO 5817

Ansatzfehler Ordnungsnummer nach ISO 6520-1: 517


DIN EN ISO 5817

Ansatzfehler Ordnungsnummer nach ISO 6520-1: 517

t mm D C B

Ansatzfehler 517

≥0,5

Zulässig. Die Grenze

hängt von der Art ab

Nicht zulässig

Nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

Zu kleine Kehlnahtdicke

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

5213

Nicht anwendbar auf Prozesse mit Nachweis von größerem

Einbrand (atief)


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

0,5 bis 3

Kurze Unregelmäßig

keit h ≤ 0,2 mm

+ 0,1 a

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,2 a

Nicht zulässig Zu kleine

Kehlnaht-dicke

5213

> 3

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,3mm+

0,1a, aber max.

2 mm

Kurze Unregel-

mäßigkeit: h ≤ 0,3mm+

0,1a, aber max.

1 mm

Nicht zulässig


DIN EN ISO 5817

t mm

D C B Zu große Kehlnaht-

dicke

5214 ≥

0,5 Zulässig

h ≤ 1mm+ 0,2a,

aber max. 4 mm

h ≤ 1mm+ 0,15a,

aber max. 3 mm

Zu große Kehlnahtdicke

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

5214


DIN EN ISO 5817Zündstelle

Schweißspritzer

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

601 / 602


DIN EN ISO 5817


t

mm D C B

Zündstelle

601

Zulässig, wenn die Eigenschaften des Grundwerkstoffes nicht beeinflusst werden.

Nicht zulässig

Nicht zulässig

Schweiß- Spritzer

602

≥0,5

Die Zulässigkeit hängt von der Anwendung ab, z.B. Werkstoff, Korrosionsschutz.


DIN EN ISO 5817

Anlauffarben: leicht oxidierte Oberfläche im Schweißbereich, z. B. bei

nicht-rostendem Stahl

Die Zulässigkeit hängt von der Anwendung ab, z. B. Werkstoff,

Korrosionsschutz.

Ordnungsnummer nach ISO 6520-1: 610


DIN EN ISO 5817

Kantenversatz

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

507


DIN EN ISO 5817


DIN EN ISO 5817


Kanten-versatz

5071

Bemerkung t mm D C B

Wenn nicht anderweitig vorgeschrieben, ist die einwandfreie Lage gegeben, wenn die Mittellinien übereinstimmen. t bezieht sich auf die geringere Dicke. Anwendbar auf Bild A und B.

0,5 bis 3

h ≤ 0,2 mm

+ 0,25 t

h ≤ 0,2 mm

+ 0,15 t

h ≤ 0,2 mm

+ 0,1 t

> 3

h ≤ 0,25 t, aber max. 5 mm




DIN EN ISO 5817


Kanten-versatz

5072

Bemerkung t mm D C B

Wenn nicht anderweitig vorgeschrieben, ist die einwandfreie Lage gegeben, wenn die Mittellinien übereinstimmen. t bezieht sich auf die geringere Dicke. Anwendbar auf Bild A und B.

≥ 0,5





DIN EN ISO 5817

Schlechte Passung(bei Kehlnähten)

Ordnungsnummer

nach ISO 6520-1

617


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

0,5 bis 3

h ≤ 0,5 mm + 0,1 a

h ≤ 0,3 mm + 0,1 a

h ≤ 0,2 mm + 0,1 a

Schlechte Passung bei Kehl- nähten

617

> 3

h ≤ 1 mm + 0,3 a,

aber max. 4 mm

h ≤ 0,5mm+0,2a,

aber max. 3 mm

h ≤ 0,5mm+0,1a,

aber max. 2 mm


DIN EN ISO 5817

Mehrfachunregelmäßigkeiten im Querschnitt und in Längsrichtung


DIN EN ISO 5817


t mm

D C B

0,5 bis 3

Nicht zulässig

Nicht zulässig

Nicht zulässig

Mehrfach- unregelmäßig- keiten im Querschnitt

> 3

Maximale Gesamthöhe der Unregel-mäßigkeiten

Summe

h ≤ 0,4 t, oder

0,25 a


Summe

h ≤ 0,3 t, oder 0,2 a


Summe

h ≤ 0,2 t, oder

0,15 a


DIN EN ISO 5817


t mm D C B

Abbildungsfläche oder Querschnitts-fläche in Längsrichtung

≥ 0,5

Summe h x l ≤ 16%

Summe h x l ≤ 8%

Summe h x l ≤ 4%


DIN EN ISO 5817

Werkstoffprüfung

Schadensuntersuchung

ZfP - Dienstleistung

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Beratung zur Füge- und Prüftechnik

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