ASME Section IX uitgelegd

ASME Section IX is de kwalificatienorm voor lassen en hardsolderen binnen de ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Wie drukvaten, ketels of procesleidingen volgens ASME bouwt, kwalificeert zijn lasmethoden en lassers vrijwel altijd volgens ASME IX. De norm bepaalt hoe u een lasmethode beproeft, hoe u lassers test en welke variabelen het bereik van die kwalificaties bepalen. Wanneer u moet kwalificeren en met welke aanvullende eisen, staat in de constructiecode.

Voor Nederlandse fabrikanten die leveren aan Amerikaanse opdrachtgevers, de petrochemie of internationale engineeringbureaus is ASME IX daarom een vaste bekende. De logica wijkt wel af van het Europese stelsel. Dit artikel legt de opbouw uit, van P-nummers tot de relatie met ASME B31.3 en Section VIII. Een directe vergelijking met de Europese norm vindt u in ASME IX versus ISO 15614-1.

1. Opbouw van ASME Section IX: QW, QB en QF

ASME IX bestaat uit drie delen: Part QW voor lassen, Part QB voor hardsolderen (brazing) en Part QF voor het fusielassen van kunststoffen. Voor metaalbewerkers is QW het belangrijkste. Het is ingedeeld in artikelen:

• Article I: algemene eisen, zoals beproevingsmethoden en proefstaven.
• Article II: kwalificatie van lasmethoden, met de variabelentabellen per proces in de QW-250-reeks.
• Article III: kwalificatie van lassers en lasoperators.
• Article IV: lasgegevens, zoals de definities van variabelen, P-nummers, F-nummers, A-nummers en posities.
• Article V: standaard-WPS'en (SWPS) van AWS, die onder voorwaarden zonder eigen PQR mogen worden gebruikt.

De vaste paragraafnummering, zoals QW-200 voor lasmethoden en QW-300 voor lassers, maakt verwijzingen in specificaties en audits eenduidig.

2. P-nummers en F-nummers

Om het aantal kwalificaties beperkt te houden, groepeert ASME IX materialen. P-nummers delen basismaterialen in op samenstelling, lasbaarheid en mechanische eigenschappen. Voorbeelden zijn P-No. 1 voor koolstof- en koolstof-mangaanstaal, P-No. 4 en 5A voor chroom-molybdeenstaal, P-No. 8 voor austenitisch roestvast staal, P-No. 10H voor duplex, P-No. 21 tot en met 26 voor aluminium en P-No. 41 tot en met 49 voor nikkellegeringen. Binnen ijzerhoudende P-nummers bestaan groepsnummers, die van belang zijn als kerfslagtaaiheid is vereist. De indeling staat in tabel QW/QB-422, waarin naast ASTM- en ASME-materialen ook een aantal Europese materialen is opgenomen.

F-nummers groeperen toevoegmaterialen op hun verwerkbaarheid voor de lasser. Bij beklede elektroden zijn dat onder meer F-No. 3 voor cellulose-elektroden, F-No. 4 voor waterstofarme elektroden en F-No. 5 voor roestvaststaalelektroden; draden voor staal vallen onder F-No. 6. Voor de chemische samenstelling van neergesmolten staal gebruikt ASME daarnaast A-nummers.

3. Essentiële, supplementair essentiële en niet-essentiële variabelen

• Essentiële variabelen beïnvloeden de mechanische eigenschappen van de verbinding. Een wijziging buiten het bereik, zoals een ander P-nummer of F-nummer, een dikte buiten het bereik of een andere gloeibehandeling na het lassen, vraagt een nieuwe PQR.
• Supplementair essentiële variabelen tellen alleen als de constructiecode kerfslagproeven eist. Denk aan een hogere warmte-inbreng of een ander groepsnummer binnen hetzelfde P-nummer.
• Niet-essentiële variabelen, zoals de naadvorm, de reinigingsmethode of in veel gevallen de elektrodediameter, mag u wijzigen door de WPS te herzien, zonder nieuwe beproeving.

Welke variabele bij welk proces in welke categorie valt, staat in de QW-250-tabellen. Voor lassers gelden eigen essentiële variabelen. Een opvallend verschil: de laspositie is voor de lasmethode meestal niet-essentieel, maar voor de lasser juist wel.

4. WPS, PQR en WPQ: drie documenten, drie functies

• De PQR (Procedure Qualification Record) legt vast wat bij het lassen van het proefstuk werkelijk is gebruikt en wat de beproeving opleverde. Het is een historisch record dat u inhoudelijk niet aanpast.
• De WPS (Welding Procedure Specification) is de werkinstructie, met bereiken die volgens de regels van ASME IX uit een of meer PQR's volgen. Eén PQR kan meerdere WPS'en ondersteunen en één WPS kan op meerdere PQR's steunen.
• De WPQ (Welder Performance Qualification) legt vast dat een lasser volgens een gekwalificeerde WPS een proefstuk heeft gelast, en voor welk bereik hij daarmee gekwalificeerd is.

De organisatie is verantwoordelijk voor alle drie. Het proefstuk wordt onder haar eigen toezicht gelast; het voorbereiden van materiaal, het maken van proefstaven en het beproeven mag worden uitbesteed. Een PQR overnemen van een ander bedrijf is niet toegestaan, behalve in specifieke gevallen zoals een eigendomsovergang. Meer over de opbouw leest u in ons artikel over de PQR.

5. Beproeving voor lasmethode en lasser

Voor een PQR op een stompe naad eist ASME IX trekproeven en geleide buigproeven; vanaf een bepaalde dikte worden dat zijbuigproeven. Kerfslagproeven komen er alleen bij als de constructiecode ze eist. Een PQR op alleen hoeklassen wordt met macro-onderzoek beoordeeld. Het diktebereik van de WPS volgt uit de dikte van het proefstuk en de neergesmolten lasdikte.

Voor de WPQ volstaan buigproeven, of volumetrisch onderzoek met radiografie of onder voorwaarden ultrasoon onderzoek. Bij kortsluitbooglassen (GMAW-S) blijven buigproeven verplicht. Het bereik van de lasser volgt uit dikte, diameter en positie van het proefstuk, in de Amerikaanse notatie 1G tot en met 6G.

6. Relatie met ASME Section VIII en ASME B31.3

ASME IX zegt hoe u kwalificeert, de constructiecode zegt wanneer en met welke aanvullende eisen. Bij tegenstrijdigheid gaat de constructiecode voor.

• Section VIII Division 1 (drukvaten) verwijst in UW-28 en UW-29 naar ASME IX voor lasmethoden en lassers. Kerfslageisen volgen onder meer uit UG-84 en UCS-66, gloei-eisen uit UCS-56. De Authorized Inspector controleert de kwalificaties.
• ASME B31.3 (procesleidingen) eist in paragraaf 328 kwalificatie volgens ASME IX, met eigen aanvullingen, zoals regels voor kwalificaties die door andere werkgevers of organisaties zijn uitgevoerd. De inspecteur van de opdrachtgever beoordeelt de toepassing.
• Ook Section I, B31.1 en verschillende API-normen verwijzen naar ASME IX.

Voor Europese drukapparatuur onder de PED 2014/68/EU zijn ASME-kwalificaties niet automatisch geldig. De aangemelde instantie beoordeelt per geval of ze aan de essentiële veiligheidseisen voldoen. Wie beide werelden combineert, stemt de kwalificaties vooraf af binnen WPS- en WPQR-certificering.