#22 EN ISO 14175 – Klasyfikacja gazów do spawania łukowego

Ostatnio spytałam Was na Instagramie (@przepisyspawalnicze), czy pamiętacie w jaki sposób oznacza się gazy spawalnicze. Większość osób, zdecydowanie odpowiedziało, że nie ma z tym najmniejszego problemu. Jednak była też spora grupa osób, która chciałyby powtórzyć zagadnienie.

Zanim przejdziemy dalej, zadam Ci pytania, które również skierowałam do moich obserwatorów na Instagramie i Facebooku. Jeśli jeszcze nie rozwiązywałeś/-aś quizu na moich social mediach, koniecznie od niego zacznij, a w trakcie artykułu będę Ci po kolei wyjaśniać poszczególne zagadnienia.

Normy, normy, normy…

EN ISO 14175 „Materiały dodatkowe do spawania — Gazy i mieszaniny gazów do spawania i procesów pokrewnych”.

Powyższą normę wykorzystujemy do klasyfikacji oraz oznaczania gazów i mieszanin (tak norma rozróżnia dwa pojęcia 🙃) wykorzystywanych do SPAWANIA ŁUKOWEGO i procesów pokrewnych.

UWAGA! Nie znajdziesz w niej informacji o acetylenie, propanie, itp., ponieważ nie stosuje się ich przy łukowych procesach spawania.

W normie znajdziesz przede wszystkim podział na grupy i podgrupy oraz charakterystyczne dla nich zakresy zawartości procentowe gazów – czyli to co nas najbardziej interesuje. Ale zanim przejdziemy dalej, wyjaśnię Ci poszczególne symbole i co z nich wynika.

Grupy gazów i mieszanin

Gazy i mieszaniny gazów, podobnie jak materiały podstawowe, zostały podzielone na grupy i podgrupy.

Grupa główna ma oznaczenie literowe (w przypadku mieszanin zawiera również pierwszą cyfrę) – ma to na celu w łatwy sposób ogólnie zidentyfikować grupę na podstawie jej charakterystyki.

Symbole grupy głównej (w nawiasie podpowiadam jak łatwo zapamiętać oznaczenia😉):

• I – gazy/mieszaniny obojętne (I jak inert – obojętny)-
• M1, M2, M3 – mieszaniny utleniające, zawierające tlen lub dwutlenek węgla (M jak mieszaniny – mixtures)
• C – mocno utleniające gazy lub mieszaniny (C jak CO₂)
• R – mieszaniny redukujące (R jak redukujące – reducing)
• N – gazy/mieszaniny zawierające azot, nisko reaktywne lub redukujące (N jak nitrogen – azot)
• O – tlen (O jak oxygen – tlen)
• Z – inne mieszaniny nie objęte powyższą klasyfikacją

Podgrupa oznaczona jest numerycznie (im wyższa cyfra, tym wyższa reaktywność gazu). Odsyła nas już bardziej szczegółowo do zakresów objętości poszczególnych pierwiastków/związków (ale dana cyfra nie odpowiada procentowej zawartości pierwiastka!).

Własności chemiczne poszczególnych gazów:

• obojętne: Ar, He
• utleniające: O₂, CO₂
• nisko reaktywne: N₂
• redukujące: H₂

Symbole gazów wykorzystywane do oznaczenia = symbole pierwiastków (ale nie dwuatomowych cząsteczek), poza dwutlenkiem węgla, są takie same jak nas uczyli w szkole na chemii:

• Ar – argon
• He – hel
• O – tlen (a nie O2)
• C – dwutlenek węgla (a nie CO2)
• N – azot (a nie N2)
• H – wodór (a nie H2)

Ufff… objaśnienia mamy za sobą 😉

Klasyfikacja gazów/mieszanin gazów wg EN ISO 14175

Mając już wiedzę z poprzedniego akapitu, posiadasz podstawy do przygotowania klasyfikacji i oznaczenia gazów/mieszanin gazów.

Na klasyfikację składa się numer normy oraz oznaczenie gazu lub mieszaniny gazów, np.

Oznaczenie gazów/mieszanin gazów wg EN ISO 14175

Oznaczeniem nazywamy: klasyfikację + symbol/-e pierwiastków + dla mieszanin zawartość procentową dodatkowego składnika/-ów (a nie bazowego gazu), np.:

EN ISO 14175 – I1 – Ar

EN ISO 14175 – M21 – ArC – 18

EN ISO 14175 – M23 – ArCO – 5/4

Jak możesz zauważyć na podstawie powyższych przykładów, klasyfikacja jest ogólna, a oznaczenie zawiera informacje szczegółowe.

Omówienie przykładów:

W przypadku gazów lub mieszanin gazów jednoskładnikowych takich jak np. I1, czyli 100% argonu, w oznaczeniu nie wpisujemy procentowej objętości gazu – domyślnie wiemy, że jeśli jest jeden gaz, to jest on w 100% jego objętości.

W przypadku mieszanin: wpisujemy oznaczenie wszystkich składników (components), ale nie wpisujemy zawartości % każdego z osobna. Pomijamy objętość % gazu bazowego (base gas, głównego gazu, którego jest najwięcej), natomiast wpisujemy zawartości pozostałego/pozostałych w kolejności od największego do najmniejszego.

W przykładzie M21: uwzględnialiśmy zawartość CO₂, pomijamy Ar – jest składnikiem bazowym, a jego zawartość można w prosty sposób obliczyć (%Ar = 100 – 18 = 82 [%]).

W przykładzie M23: mamy mieszaninę argonu, dwutlenku węgla (5%) i tlenu (4%). Zawartość argonu można obliczyć: %Ar = 100 – (5 + 4) = 91 [%]

Skład nominalny gazów/mieszanin gazów a oznaczenie

I dotarliśmy w końcu do Tablicy 2 normy EN ISO 14175, gdzie mamy określone poszczególne zakresy dla danych gazów i ich mieszanin.

W pierwszej kolumnie znajdziemy symbole grupy głównej, w drugiej kolumnie podgrupę. Następnie numer grupy głównej i podgrupy łączymy w jedną całość et voilà – mamy symbol gazu. W dalszej części tabeli odczytujemy konkretne zakresy.

Omówię Ci to na przykładach:

Omówienie:

Gaz M21 może mieć w składzie nominalnym 18% Co2, jak i 20% CO2, więc nie zawsze M21 ma zawartość 18% CO2, a bardzo często jest tak postrzegany.

Taki sam problem dotyczy gazu M20, który wg tablicy 2 w składzie nominalnym może mieć od 5 do 15% CO2 – także zamawiając go musisz zwrócić uwagę, ile dwutlenku węgla powinno w nim być! Dlatego tak ważne jest zwracanie uwagi na całe oznaczenie, a nie tylko na symbol. W powyższych przykładach jedna mieszanina gazu M20 miała 8% CO2, a druga miała już go aż 15% CO2. Dlaczego napisałam „aż” dowiesz się z kolejnego akapitu 😉

Zakres na WPQR – gazy osłonowe

Kwalifikując technologię spawania WPQR wg EN ISO 15614-1 otrzymujesz zakres na SKŁAD NOMINALNY gazu osłonowego, a nie na oznaczenie! To jest bardzo ważna informacja, ponieważ w przypadku grupy I3 byś miał/-a pełen zakres gazów, co byłoby absurdalne. Oczywiście dopuszczalne są odchylenia dla procesów:

• procesy 13: odchylenie +/- 20% CO2
• procesy 14: odchylenie +/- 10% He

Przykłady:

Jak widzisz z powyższej tabeli, kwalifikując WPQR z gazem osłonowym M21 o zawartości CO2 18% posiadasz zakres 14,4-21,6 % CO2 + Ar, więc możesz w produkcji wykorzystać również mieszankę gazu M20, który w składzie nominalnym ma 15% CO2 (ale już 8% CO2 nie).

Zakres gazu M20 wg tablicy 2 normy EN ISO 14175 mieści się między 5-15% CO2, natomiast ten wynikający z WPQR (EN ISO 15614-1:2017) pozwala Ci manipulować tylko +/- 20% CO2 od składu nominalnego użytego gazu w trakcie kwalifikacji, czyli jest on sporo niższy. Zwróć uwagę, że zakres kwalifikacji mieszaniny M20 o składzie nominalnym 8% CO2, a 15 %CO2 w ogóle się nie pokrywa, dlatego przy zamawianiu gazów technicznych poza symbolem gazu, pamiętaj o poprawnym składzie nominalnym/oznaczeniu!

Odpowiedzi do QUIZ-u

1. W oznaczeniu: ISO 14175-M20-ArC-11 znajduje się: b. 11% CO2
2. Czy gaz M21 może mieć 25% CO2? a. Tak
3. I2 to oznaczenie gazu: c. 100% He
4. W klasyfikacji: ISO 14175-C1 znajduje się: c. 100% CO2
5. Czy czy mając kwalifikację technologii spawania (WPQR) wg EN ISO 15614-1 na metodę 135 i gaz osłonowy EN ISO 14175-M21-ArC-18 możesz wykorzystać gaz ISO 14175-M20-ArC-15? a. Tak

Do pobrania

Bibliografia

PN-EN ISO 14175: Materiały dodatkowe do spawania — Gazy i mieszaniny gazów do spawania i procesów pokrewnych

Materiały IWE – Instytut Spawalnictwa – prof. dr hab. inż. Jacek Słania „1.6 Wprowadzenie do spawania łukowego w osłonach gazowych”

EN ISO 15614-1 Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania metali — Badanie technologii spawania — Część 1: Spawanie łukowe i gazowe stali oraz spawanie łukowe niklu i stopów niklu

http://www.airproducts.com.pl/microsite/pl/welding_selector/pdf/Resources/Welding-Gas-Selector.pdf