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Die DIN EN ISO 14731 „Schweißaufsicht – Aufgaben und Verantwortung“ enthält Aufgaben und Maßnahmen für die Arbeit der Schweißaufsicht. Diese sollen anhand der nachfolgenden Ausführungen verdeutlicht und es soll auf besonders zu beachtende Punkte hingewiesen werden, wobei diese keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben.
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen Auszug. Den vollständigen Beitrag finden Sie im Produkt „Die Schweißaufsicht im Betrieb“.
Inhaltsverzeichnis
Maßnahmenkatalog für die Schweißaufsicht
Der Maßnahmenkatalog ist nicht abschließend. Die jeweiligen Bestimmungen sind zu beachten, soweit sie für den Hersteller bzw. den Produktionsprozess zutreffen. In einzelnen Abschnitten von Anhang B wird wiederholt die Formulierung „muss in Betracht gezogen werden“ verwendet. Hieraus wird einerseits wiederum deutlich, dass die Vorgaben Allgemeincharakter besitzen, d.h. die Anwendung anhand der jeweiligen Aufgabenstellung des Einzelfalls zu prüfen ist. Zum anderen stellt es die Norm in das Ermessen der Schweißaufsicht, ob und wie diese die Vorgaben nach Art und Umfang für den jeweiligen Herstellungsprozess umsetzen will.
Dies birgt immer den Vorwurf und das Risiko in sich, im Schadensfall die Vorgaben der Norm nicht ausreichend beachtet zu haben. Hier ist es wichtig, regelmäßig zu dokumentieren, warum bestimmte Teile der Norm nicht beachtet wurden bzw. abweichende – mindestens gleich „sichere“ – Maßnahmen gewählt und umgesetzt wurden.
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Wichtige Prüfungsschritte für die Projektvorbereitung
Zwischen den einzelnen Abschnitten von Anhang B bestehen starke Abhängigkeiten und teilweise Überschneidungen. Ausgehend hiervon ist eine Liste der wichtigsten Planungsschritte abgebildet. Diese soll der Schweißaufsicht notwendige Prüfungsschritte für die Phase der Projektvorbereitung an die Hand geben.
Art und Umfang der jeweiligen Abschnitte sind stark von der Größe des Projekts, den spezifischen Anforderungen an die Schweißarbeiten und der betriebsinternen Ausstattung des Herstellers abhängig. Die Liste kann daher nur eine grobe Orientierung unter Berücksichtigung der wesentlichen Punkte sein. Es empfiehlt sich daher, weitere und zu den einzelnen Abschnitten angepasste, einzelfallbezogene Checklisten zu erstellen. Zu den Punkten, wo dies generell möglich war, finden Sie Vorschläge für solche Checklisten, die Sie an Ihre betriebsspezifischen Gegebenheiten anpassen können. So können die notwendigen Arbeiten weiter strukturiert und überwacht werden.
Prüfung der Anforderungen und Projektvoraussetzungen
Technische Aspekte
Die Prüfung hat zunächst in technischer Hinsicht auf Machbarkeit und Durchführbarkeit zu erfolgen:
- Welche technischen Normen sind einschlägig und ist der Hersteller in der Lage, deren Anforderungen umzusetzen? Sind möglicherweise besondere Anwendungsnormen und Herstellungsverfahren erforderlich?
Beispiel: Bolzenschweißen oder Schweißen von Betonstahl - Erfüllt der Betrieb des Herstellers die erforderlichen Qualifikationen und Nachweise?
- Verfügen die Schweißer über entsprechende gültige Prüfungen für die konkreten Schweißarbeiten?
- Es ist zu prüfen, ob der Hersteller den geforderten Qualitätsstandard erfüllen kann.
Beispiel: Einhaltung bestimmter Abmessungen oder Toleranzen - Es ist zu prüfen, ob die Leistung ganz oder teilweise untervergeben werden muss.
- Die Schweißaufsicht sollte in Abstimmung mit den verantwortlichen Beteiligten prüfen, ob das Leistungssoll anhand der zugrunde liegenden Kalkulation umgesetzt werden kann.
Allzu oft werden Preise (isoliert) in Kalkulationsabteilungen erarbeitet. In der späteren Umsetzung folgt die Erkenntnis, dass die Herstellungskosten die kalkulierten Preise übersteigen. - Es ist zu prüfen, ob die vom Auftraggeber vorgegebenen Grundwerkstoffe und die Art der Schweißverbindung für die Umsetzung des Leistungssolls geeignet sind. Ferner ist zu prüfen, ob diese Auswahl ggf. selbst zu treffen ist.
Vertragliche bzw. juristische Aspekte
Die Durchführbarkeit ist im zweiten Schritt in vertraglicher bzw. juristischer Hinsicht zu überprüfen:
- Die Schweißaufsicht muss prüfen, ob das Leistungssoll mit den zur Verfügung stehenden Mitteln innerhalb des geforderten Zeitraums fristgerecht umgesetzt werden kann.
- Es ist zu prüfen, ob ein ausreichend formuliertes Vertragswerk (evtl. als Muster oder Formularvorlage) zur Verfügung steht.
- Die Schweißaufsicht muss prüfen, ob das Leistungssoll hinreichend konkret beschrieben ist.
Konstruktionsprüfung
Checkliste 1: Kriterien der Konstruktionsprüfung
| Kriterien | Bemerkungen |
|---|---|
| 1. Festlegen der Schweißnähte in Abhängigkeit der Beanspruchung | |
| Lage der Verbindung in Übereinstimmung mit den Konstruktionsanforderungen | |
| Beanspruchung quer zur Nahtrichtung | |
| Beanspruchung längs zur Nahtrichtung | |
| Ein- und mehraxiale Beanspruchungen | |
| Anordnung der Schweißnähte im Bereich niedriger Spannung | |
| Betriebs- und ggf. abweichende Montagebeanspruchungen | |
| 2. Festlegen der Zugänglichkeit der Nähte zum Schweißen und Prüfen | |
| Zugänglichkeit für die Fertigung | |
| Mannlöcher | |
| Handlöcher | |
| Steifenanordnung | |
| Materialdicke | |
| Zugänglichkeit für die Prüfung | |
| Prüffähigkeit | |
| 3. Festlegen der Schweißnahtprüfung nach … | |
| Grundwerkstoff | |
| Halbzeug | |
| Materialdicke | |
| Schweißverfahren | |
| Schweißnahtvorbereitung | |
| Schweißfolge | |
| Zugänglichkeit | |
| 4. Festlegen der geforderten Qualität | |
| Bewertung nach ISO 5817 | |
| Weitere schweißtechnische Anforderungen und/oder andere Vereinbarungen |
Checkliste 2: Konstruktions- und Zeichnungsprüfung
Die Checkliste Konstruktions- und Zeichnungsprüfung finden Sie in diesem pdf-Dokument.
Untervergabe
Sofern Leistungen an Nachauftragnehmer zu vergeben sind, so hat die Schweißaufsicht darauf zu achten, dass diese die technischen und normativen Anforderungen ebenfalls erfüllen. Das geschuldete Leistungssoll des Herstellers gegenüber seinem Auftraggeber muss sich im Vertrag zum Nachauftragnehmer widerspiegeln.
Schweißtechnisches Personal
Die Schweißaufsicht hat zunächst grundsätzlich zu prüfen, ob das Vertragssoll mit dem zur Verfügung stehenden Personal erbracht werden kann. Dies betrifft zum einen natürlich die Fertigungszeiten und die Vertragsfristen. Zum anderen muss das Personal über die jeweils nach den geltenden Normen erforderlichen Qualifikationen und Nachweise verfügen. Die jeweiligen Qualifikationsnachweise müssen gültig und dürfen nicht abgelaufen sein.
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Einrichtungen
Innerhalb dieses Abschnitts hat die Schweißaufsicht die für die Herstellung zur Verfügung stehenden betrieblichen Einrichtungen anhand des jeweiligen Auftrags zu prüfen und hierauf abzustimmen.
Daneben bestehen fortlaufende Pflichten zur Überprüfung und Überwachung der betrieblichen Einrichtungen. Wartungs- und Prüfungsintervalle sind einzuhalten.
Die jeweiligen Anforderungen sind nach Art und Umfang in Bezug auf den Hersteller und das jeweilige Projekt stark vom Einzelfall abhängig. Die Empfehlung lautet daher, weitere herstellerbezogene Checklisten zu erstellen.
Fertigungsplanung
Die Fertigungsplanung stellt den zentralen Prozess zur unmittelbaren Arbeitsvorbereitung dar. In ihr werden sämtliche maßgebenden Informationen zusammengeführt, gebündelt und festgehalten. Im Ergebnis dieses Prozesses liegt eine Ausarbeitung vor, die unmittelbar den Beginn des Fertigungsprozesses erlaubt. Die Fertigungsplanung ist somit die Gesamtheit aller Vorbereitungsmaßnahmen und daher besonders fehler- und haftungsträchtig. Eine Vielzahl von Mängeln und Schäden lässt sich auf eine unzureichende Fertigungsplanung zurückführen.
Bestandteile des fertigen Plandokuments
Bestandteile des fertigen Plandokuments können unter anderem sein:
- Leistungsverzeichnisse und Leistungsbeschreibungen
- statische Berechnungen
- Werkstattplanung
- Schweißanweisungen
- Arbeitsanweisungen
- Schweißnahtprüfpläne
Wesentliche Arbeitsschritte im Planungsprozess
Planungsunterlagen prüfen
Sofern vom Auftraggeber bzw. Kunden Planungsunterlagen zur Verfügung gestellt werden, sind diese zunächst nach Inhalt und Umfang zu prüfen. Dies betrifft im ersten Schritt die Übereinstimmung mit den vertraglichen Vorgaben, wenn der Auftraggeber nach Vertragslage verpflichtet ist, Planungsunterlagen bereitzustellen. Als zweiten Punkt hat die Schweißaufsicht die Planvorgaben inhaltlich auf Vollständigkeit und Brauchbarkeit zu prüfen. Gemeint ist damit eine technische Prüfung, ob die Planung des Kunden eine Fertigung nach den Vorgaben des Vertrags und den anerkannten Regeln der Technik ermöglicht. Denkbar ist auch, dass der Hersteller die Planvorgaben weiter zu detaillieren und so in eine eigene Planung umzusetzen hat.
Stellt sich im Ergebnis dessen heraus, dass die Planvorgaben unvollständig, mängelbehaftet oder gar unbrauchbar sind, ist dies dem Auftraggeber anzuzeigen.
Berechnungen erstellen bzw. koordinieren
Wenn eigene Berechnungen durch den Hersteller zu erstellen sind, so hat die Schweißaufsicht diese selbst zu erstellen oder die Berechnung durch Dritte zu koordinieren und die Umsetzung im Planungsprozess zu überwachen. Häufig sind Berechnungen von statischen oder dynamischen Lastzuständen der fertigen Konstruktion, aber auch Nachweise von Montagezuständen oder Hilfskonstruktionen aufzustellen.
Werkstattplanung erstellen
Der Hersteller muss regelmäßig eine eigene Werkstattplanung, d.h. die Zeichnungen, nach denen unmittelbar die Konstruktion gefertigt und die Schweißung ausgeführt wird, erstellen. In dieser Planung sind die spezifischen betriebsinternen Gegebenheiten des Herstellers berücksichtigt. So kann es z.B. Sache des Herstellers sein, die Größe von Baugruppen anhand seiner Transportmittel und Hebezeuge auszulegen und selbst zu bestimmen. Maßgebend kann auch die Größe eines Tauchbads beim Feuerverzinken oder Passivieren sein. Die Notwendigkeit zur Erstellung der Werkstattplanung ergibt sich beispielsweise im Stahlbau.
Nach heutigem Standard werden Werkstattpläne (ausschließlich) durch leistungsfähige Computerprogramme erstellt. Üblich ist, Bauteile im 3-D-Modell zu generieren, aus dem das Programm eine 2-D-Ableitung mit den notwendigen Ansichten, Maßen usw. erzeugt. Die Konstruktion wird dabei vom „großen Ganzen“ in einzelne Baugruppen und Bauteile, bis hin zum Einzelteil, gegliedert. Aus dieser Struktur werden die Einzelteile (Positionspläne), Baugruppenzeichnungen und Montagepläne erstellt. Die Teile sind ebenso in Stücklisten erfasst und ausgewiesen. Leistungsfähige Programme können auch Daten für den direkten CNC-Zuschnitt oder auch Rohrabwicklungen über Schnittstellen ausgeben.
Die Schweißaufsicht hat dafür Sorge zu tragen, dass die Werkstattplanung die für die Bauteilherstellung und Schweißung erforderlichen Angaben enthält. Aus den Plänen müssen sich z.B. Art und Stärke von Schweißnähten (Stumpf- oder Kehlnaht, Nahtdicke, Baustellen- oder Werkstattschweißung usw.) ergeben. Darüber hinaus muss durch die Planung ein Bezug zu den Schweißanweisungen sichergestellt sein.
Schweißanweisungen und Schweißnahtprüfpläne anfertigen
Die Schweißanweisungen bilden ebenfalls einen Schwerpunkt bei der Fertigungsplanung. Die DIN EN ISO 14731 enthält einen eigenen Abschnitt zu Schweißanweisungen, weshalb an der entsprechenden Stelle näher auf diese eingegangen wird.
Oftmals sind Schweißnahtprüfungen am fertigen Bauteil erforderlich, wie dies z.B. bei Stahlbrücken regelmäßig der Fall ist. Hierfür sind entsprechende Schweißnahtprüfpläne zu erstellen, aus denen sich Lage, Umfang und Prüfmethode ergeben.
Fertigungsplanung: zentrale Aufgabe der Schweißaufsicht
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Fertigungsplanung eine der zentralen Aufgaben der Schweißaufsicht darstellt. Kommt es hier zu Fehlern, ist eine Haftung der Schweißaufsicht bzw. des Herstellers vorprogrammiert, da die Schweißaufsicht besondere Fachkunde auf sich vereint.
Schweißanweisungen
Die Schweißanweisungen sind wesentlicher Bestandteil der Fertigungsplanung. Für Schweißanweisungen ist der Geltungsbereich zu berücksichtigen.
Demnach ist zunächst zu berücksichtigen, dass aus den Schweißanweisungen deren Geltungsbereich hervorgeht und ein Bezug zur Fertigungsplanung bestehen muss oder anders ausgedrückt: aus der Werkstattplanung ersichtlich sein muss, welche Schweißanweisungen zur Anwendung kommen.
Die Schweißanweisung muss unter anderem folgende wesentliche Angaben enthalten:
- Herstellungsverfahren/Schweißprozess (z.B. WIG 141)
- Angaben zum Zusatzwerkstoff und ggf. Schutzgas
- Angaben zum Nahtaufbau (Lagenzahl, Wurzel- und Decklagen usw.), Geräteparameter (Stromquelle, Spannung, Stromstärke, Drahtvorschub, Volumen des Schutzgases)
- Angaben zur Schweißnahtvorbereitung
- Geschwindigkeit, Abschmelzleistung, Schweißposition usw.
- Angaben über Vorwärmen oder Nachbehandlung
Für die Erstellung von Schweißanweisungen stehen ebenfalls zahlreiche Computerprogramme zur Verfügung.
Die Schweißanweisung bildet somit die Schnittstelle zwischen der Planung einerseits und der unmittelbaren Ausführung durch den Schweißer andererseits. Umso mehr ist eine permanente Kommunikation von Schweißaufsicht und Schweißer erforderlich. Die Schweißaufsicht benötigt immer eine Rückinformation, ob die Schweißung mit der vorgegebenen Planung wirtschaftlich und qualitätsgerecht ausführbar ist.
Schweißzusätze: Auswahl, Festlegung und Wareneingangskontrolle
Eine weitere wichtige Komponente im Gesamtherstellungsprozess sind die Schweißzusätze. Unter diesem Oberbegriff sind sämtliche erforderlichen Zusätze und Hilfsstoffe zu verstehen. Hierzu gehören demnach der „unmittelbare“ Zusatzwerkstoff (z.B. Drahtelektrode), aber auch Schutzgase und sonstige Stoffe (z.B. Pulver beim UP-Schweißen).
Insofern besteht zunächst ein unmittelbarer Zusammenhang mit der Fertigungsplanung. Bereits im Planungsstadium muss eine Auswahl und Festlegung der erforderlichen Schweißzusätze erfolgen. Die Schweißaufsicht muss gewährleisten, dass die Angaben in der Bestellung und die Lieferung den planungsseitig vorgegebenen Schweißzusätzen entsprechen. Es ist durch die Schweißaufsicht eine dahin gehende Wareneingangskontrolle sicherzustellen.
Im Weiteren dürfen nur die jeweiligen projekt- und bauteilbezogenen Schweißzusätze in den Produktionsprozess gelangen. Sofern besondere Nachweise, Prüfungen und Bescheinigungen gefordert sind, so muss die Schweißaufsicht dies bei der Auswahl, Bestellung, beim Wareneingang und bei der Verarbeitung sowie der Dokumentation ebenfalls entsprechend berücksichtigen. Unachtsamkeiten und Abweichungen können hier bereits zu Mängeln und späteren Schäden führen.
Die Schweißaufsicht ist darüber hinaus für die ordnungsgemäße Lagerung und Handhabung verantwortlich. Es ist sicherzustellen, dass Verwechslungen ausgeschlossen sind. Ist ein besonderer Umgang, wie etwa die Rücktrocknung von Stabelektroden erforderlich, so hat die Schweißaufsicht auch diese Anforderungen zu koordinieren und zu überwachen.
Werkstoffe: Auswahl, Festlegung und Wareneingangskontrolle
Die Ausführungen zu den Schweißzusätzen gelten für die Grundwerkstoffe sinngemäß. Auch diese müssen bereits in der Fertigungsplanung verbindlich festgelegt werden. Hier ist ebenfalls ein Qualitätsmanagementsystem zu empfehlen, welches die ordnungsgemäße Bestellung und den Wareneingang sicherstellt. Werden an das Material bzw. den Grundwerkstoff besondere Qualitätsanforderungen gestellt, so hat die Schweißaufsicht zu prüfen und sicherzustellen, dass Nachweise und Prüfzeugnisse vorliegen und dokumentiert werden. Gleiches gilt für Materialuntersuchungen und -prüfungen.
Ebenso wie bei den Zusatzwerkstoffen ist eine fachgerechte Handhabung und Lagerhaltung unerlässlich. Klassisches Beispiel ist hier die Trennung von „schwarzem“ und „weißem“ Grundwerkstoff. Ein sorgloser Umgang kann hier schwerwiegende Folgen haben, da sich die Werkstoffe nach ihren mechanischen und werkstoffbedingten Eigenschaften nach außen hin oftmals nicht unterscheiden.
Als weiteren wichtigen Punkt führt die Norm die Rückverfolgbarkeit des Werkstoffs an. Bauteile der fertigen Konstruktion müssen sich bis zum Bestell- und Liefervorgang rückverfolgen lassen. Wichtig ist dies z.B. bei Blechmaterial, das besondere Eigenschaften aufweist und im Lieferzustand als großflächige Tafel den Wareneingang passiert. Im Zuschnitt werden hieraus entsprechend der Werkstattplanung Einzelpositionen gefertigt. Die Schweißaufsicht hat sicherzustellen, dass eine lückenlose Nachvollziehbarkeit zum Ausgangsmaterial sichergestellt ist.
Überwachung und Prüfung
Fortlaufende Überwachung
Die Norm greift zunächst nochmals notwendige Tätigkeiten der Schweißaufsicht auf, die bereits Bestandteil der Überprüfung der Anforderungen und der Fertigungsplanung waren. Dies betrifft z.B. den Einsatz der Schweißer und Bediener. Da zwischen Fertigungsplanung und Beginn des eigentlichen Herstellungsprozesses erhebliche Zeiträume liegen können, ist es konsequent und richtig, dass die Abläufe und Zwischenschritte nochmals aufgeführt werden.
Aus rechtlicher Sicht folgt hieraus gerade, dass die DIN EN ISO 14731 der Schweißaufsicht auferlegt, den Planungs- und Herstellungsprozess sowie die Einhaltung der vertraglichen Vorgaben fortlaufend zu überwachen. Die Verletzung dieser Beobachtungs- und Überwachungspflichten führt somit ebenfalls regelmäßig zur Haftung bei Schadensereignissen.
Prüfaufgaben der Schweißaufsicht vor dem Schweißen
Zu den Aufgaben der Schweißaufsicht gehört somit, ggf. nochmals und wiederholt, zu prüfen, dass
- die zur Herstellung vorgesehenen Schweißer und Bediener geeignet sind und über gültige, den jeweiligen Geltungsbereich abdeckende Befähigungsnachweise verfügen,
- die Eignung und die Vollständigkeit der Schweißanweisungen für die konkrete Bauteilherstellung sichergestellt sind und
- die Grundwerkstoffe und Schweißzusätze mit den Planvorgaben übereinstimmen und entsprechend gekennzeichnet sind, um Verwechslungen auszuschließen.
Schweißnahtvorbereitung überwachen
Außerdem sind Aufgaben definiert, die bereits den Herstellungsprozess in unmittelbarer Vorbereitung der Schweißung betreffen. Die Schweißaufsicht hat daher zunächst die ordnungsgemäße Herstellung der Schweißnahtvorbereitung in Umsetzung der Schweißanweisungen zu überwachen. Im weiteren Schritt sind Bauteilkomponenten zusammenzubauen und zu heften. Dabei ist besondere Sorgfalt geboten, weil hier bereits die Weichen für eine maßhaltige Konstruktion unter Einhaltung der zulässigen Toleranzen gestellt werden. Es ist darauf zu achten, dass in den Heftnähten keine Bindefehler auftreten. Erforderlichenfalls bedarf es besonderer Spann- und Heftvorrichtungen.
Sind besondere Anforderungen zu beachten, z.B. die Vermeidung von Verzug, so hat die Schweißaufsicht die Einhaltung der hierauf gerichteten Vorgaben und Maßnahmen aus der Schweißanweisung ebenfalls zu prüfen. Der Vermeidung von Verzug ist bereits in der Fertigungsplanung und bei der Ausarbeitung der Schweißanweisungen durch die Bauteilgestaltung sowie die Anordnung und Schweißfolge der Nähte besondere Beachtung zu schenken.
Einhaltung der Arbeits- und Umgebungsbedingungen überprüfen
Vor Beginn der Schweißarbeiten hat sich die Schweißaufsicht über die ordnungsgemäße Einhaltung der Arbeits- und Umgebungsbedingungen zu vergewissern. Dies betrifft einerseits die Beachtung der Arbeitssicherheitsbestimmungen für das Schweißpersonal und zum anderen die Herstellungsbedingungen (Feuchte, Zugluft usw.).
Kontrollmaßnahmen während des Schweißens
- Überprüfung der wesentlichen Schweißparameter
- Vorwärm- und Zwischenlagentemperaturen
- Reinigung, Prüfung der Raupenformen und des Lagenaufbaus
- Ausarbeitung der Wurzel
- Einhaltung der Schweißfolge
- Gebrauch und Handhabung der Schweißzusätze
- Kontrolle des Verzugs und der Maßhaltigkeit
Die Festlegung nach Art und Umfang der jeweiligen Maßnahmen während des Schweißprozesses obliegt wiederum der Schweißaufsicht und ist stark einzelfallabhängig.
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Autor: Dipl.-Ing. Eckhard Tschersich
Eckhard Tschersich hat über 25 Jahren Erfahrung als Abteilungsleiter EHSS und Q, u.a. in Produktions- und Recyclingbetrieben mit sicherheitstechnisch hochkritischen Anlagen und Prozessen. Er ist Vortragender bei Bildungsträgern zu Arbeitsschutzthemen und Fachautor. Außerdem ist er Inhaber des Ingenieurbüros SGU-plus.