Szolgáltatásaink színvonalának javítására cookie-kat használunk. Kérjük engedélyezze a cookie-k használatát honlapunkon.Olvassa el az Adatvédelmi nyilatkozatunkat cookie-kkal kapcsolatos további információkért. Elfogadom
Termékek Menü

Változások az ipari gázok minőségi követelményeiben

 
 
 
 
   
 
 

Gyura László, Fehérvári Gábor

Változások az ipari gázok minőségi
követelményeiben

Hegesztéshez és rokontechnológiákhoz alkalmazott ipari gázok tisztasága, összetétele meghatározó
az adott eljárással készült termék szempontjából, így különösen fontos a gázokkal szemben támasztott
minõségi követelmények rögzítése, szabályozása. 1993-ban a CEN (European Committe for
Standardisation) alkotta meg az elsõ olyan európai szabványt (EN439), amely a hegesztéshez
használt védõgázokkal foglalkozott. A szabvány alapja a német DIN 32526 elõírás volt, amely
a gázokat különbözõ csoportokba foglalta, attól függõen, hogy milyen mértékû azok oxidációs
potenciálja (meghatározó az oxigén, ill. széndioxid tartalom). Az ISO (International Standard
Organisation) ezt az EN normát használta fel 1997-ben az ISO 14175 számú szabvány megalkotására.
Az amerikai AWS (American Welding Society) az A5.32 számú elõírásában a gázok csoportosítását,
inkább a keverék összetétele szerint határozta meg. Az ISO tavaly márciusában a 14175:1997
számú elõírását felülvizsgálva, valamint az EN és az AWS szabványokat felhasználva alkotta
meg a jelenleg érvényben lévõ ISO 14175:2008 számú szabványt [1]. A szabványt az MSZT
(Magyar Szabványügyi Testület) MSZ EN ISO 14175:2008 néven tavaly novembertõl tette közzé "Hegesztõanyagok. Gázok és gázkeverékek ömlesztõ hegesztéshez és rokon eljárásokhoz"
címmel, egyidejûleg visszavonva az 1998-tól érvényes MSZ EN 439:1998 jelû "Hozaganyagok
hegesztéshez. Védõgázok ívhegesztéshez és vágáshoz" szabványt. Az alábbi cikkben röviden
áttekintjük a gázok minõségével kapcsolatos alapismereteket, valamint az új szabvány
bevezetésével életbe lépett változásokat.

 

A gáztisztaság mérõszámai, jelölései
Az ipari és egészségügyi alapgázok (nem keverékek) megnevezésénél, jelölésénél gyakran
találkozhatunk a gáz tisztaságát jellemzõ ponttal elválasztott két jegyû számmal (pl: 2.5, /ejtsd:
"kettõ pont öt"/.4.6, 5.0, stb.). A "misztikusnak" tûnõ jelölés térfogatszázalékra utal, nevezetesen
az elsõ szám a térfogat százalék leírásakor a "9"-es számjegyek számát mutatja. (Feltételezve,
hogy majdnem "100%-osan tiszta" gázokról beszélünk természetesen a második "9"-es számjegy
után tizedes vesszõt kell írnunk.)

 
   
  1. táblázat. Néhány példa egy-egy gáz különbözõ minõségéhez tartozó maximális szennyezõ tartalom elõírásaira  
  A jelölés második számjegye a kilencesek után következõ még értékes helyi értékkel bíró számot jelenti. Mindezek alapján pl. a "4.6" N2 jelölés tulajdonképpen 99,996 térf% nitrogén-tartalmú gázt jelent. Azaz az adott termék esetében 0,005 %-nyi (50 ppm) szennyezõanyag lehet. Arra, hogy ez a szennyezõanyag mibõl tevõdik össze
a fenti jelölésbõl következtetni nem lehet. Külön termékszabványok, termékadatlapok (lásd 1. ábra) rögzítik
az egyéb összetevõk (pl. víz, oxigén, stb.) megengedett mennyiségét. A szennyezõ tartalom mérése, ill. megadása általában ún. ppm-ben történik (parts per million), ami 1 milliomodrész, azaz 10-6 ill. 10-4%,
vagyis 1 ppm 0,0001%-nak felel meg. Az is elõfordulhat, hogy azonos minõségû gáznál a célfelhasználás függvényében a megengedett szennyezõ tartalom nem azonos (lásd pl. 1. táblázatban a 2.5 CO2 víztartalma).
Az ipari és egészségügyi gázzal foglalkozók általában az 5.0 és ennél nagyobb tisztaságú termékeket nevezik "nagytisztaságú" vagy speciális gázoknak. Több komponensû kevertgázoknál az említett két számjegybõl álló jelölést általában nem használják, a keverékben elõforduló szennyezõ tartalmat korlátozzák. Természetesen
a kevertgáz elõállításához olyan tisztaságú komponenseket kell használni, hogy a keverékre elõírt korlátozások tarthatóak legyenek. 
Hegesztéstechnológiákhoz alkalmazott gázoknál a megengedett víztartalom mellett komoly jelentõsége van
az ún. harmatpontnak is. A harmatpont az a hõmérséklet, amelyen az adott hõmérsékletû és nedvességtartalmú
gáz vízgõzre nézve telítetté válik. A harmatpontnál alacsonyabb hõmérsékleten megindul a kondenzáció, azaz
a folyadék kicsapódik a gázból.
 
   
  1. ábra. Az Argon 4.6 gáz Linde Group-nál érvényes termékadatlapja  
   
  2. táblázat. Régi és a most érvényes szabványok különbözõ csoportba sorolásainak összehasonlító táblázata.  
   
  2. ábra. A védõgázok minõségét elõíró szabványok érvényessége Magyarországon  
  A minõségi követelmények elõírásrendszere Magyarországon
A hegesztéshez és vágáshoz szükséges gázok tisztasága és keverési pontossága hazánkban is világszínvonalúnak
nevezhetõ. Több mint 10 éve már Magyarországon is a nagyteljesítményû levegõbontók szolgáltatják
a nemzetközi szabványokat minden tekintetben kielégítõ levegõ gázokat. A többi, más úton elõállított ipari gáz is minõségi tartalékkal kielégíti az említett elõírásokat, így kielégítette az eddig érvényben lévõ MSZ EN 439 elõírásait is (a széndioxidot kivéve-lásd késõbb). A palackok belsõ tisztasága, szelepeinek minõsége és tömítettsége az utóbbi 10-15 év során szintén elérte a nyugat európai szintet. A lézeres megmunkálások elterjedése laboratóriumokban használatos gáztisztaságot és vele együtt az ipari minõséget meghaladó eszközöket a hegesztéssel vágással foglalkozó mûhelyekbe hozták. Ahogy azt a bevezetõben említettük
hazánkban az MSZ EN 439:1998 sz. szabványt néhány hónapja az MSZ EN ISO 14175:2008 számú szabvány váltotta fel, így ma a hegesztési célú gázok gyártásánál ennek elõírásait kell figyelembe venni. A hazai gázszállítók saját elõírás rendszere általában sokkal szigorúbb volt, mint az eddig érvényben lévõ szabvány, és ez még ma is, az elõírások szigorítása után is gyakorlatilag igaznak mondható. Abban az esetben azonban, ha
a kevertgáz a felhasználónál helyben készül (pl. központi gázellátó rendszerrõl, a felhasználó által üzemeltetett
keverõvel elõállított gázok), ügyelni kell a komponensek megfelelõ minõségére. A bevezetõben említett "gázszabványok" fejlõdés történetét hazánkban kiegészítette még két termék szabvány az MSZ 6271-77, ill. az MSZ 20915-86, ahol az elõbbi az argonnal, ez utóbbi pedig a széndioxid minõségével foglalkozott (2. ábra).
A CO2 esetében a magyarországi ipari gázszolgáltatók tevékenységük kezdetétõl az igényeknek és hagyományoknak megfelelõen (szódás, üdítõs,hegesztõs vevõk) az itthoni MSZ 20915- 86 SZÉN-DIOXID címû termékszabvány szerinti CO2-t kezdték forgalmazni. Ez a szabvány két minõségi fokozatot különböztetett meg: az ipari széndioxidot és az élelmiszeripari széndioxidot. Annak ellenére, hogy ez a szabvány már régen érvényét vesztette, a mai napig ennek elõírásai alapján készül az ipari ill. az élelmiszeripari széndioxid. Hegesztésre
ill. kevertgáz elõállítására a tisztasága és víztartalma miatt az ipari széndioxid felelt meg leginkább, de ennek határértékei sem elégítették ki az MSZ EN 439 CO2-re vonatkozó elvárásait. Az élelmiszeripari széndioxid megengedhetõ páratartalma miatt különösen nem volt, ill. ma sem alkalmas hegesztési felhasználásra.
2004. január elsejétõl került bevezetésre a magyar piacon az MSZ EN 439 szerint garantáltan megfelelõ
CO2 (200 ppm víztartalom alatti) az ún."széndioxid hegesztési célra" nevû termék. Az EU szabvány betartását vállaló hazai cégeknek tehát azóta van megoldást jelentõ választási lehetõségük a CO2 esetében is. [4] Megjegyezzük, hogy az említett széndioxidnál számos egyéb ún. vevõi igény is létezik (elsõsorban az
élelmiszeripar területén), amely egy-egy megállapodás keretében rögzíti a termék kívánt minõségi elõírásait.
Az MSZ EN ISO 14175:2008 szabvány elõírásai, változások a korábbi szabványhoz képest [2],[3] Az új gázszabvány alkalmazási területe lefedi a korábbi MSZ EN 439-ben rögzítetteket – amely elsõsorban a védelmi
funkciót betöltõ gázokkal foglalkozott (védõgázos ívhegesztések, gyökvédelem gázai– MIG/MAG, TIG, plazma)
– ugyanakkor kiterjed a fogyóelektródás védõgázos forrasztásra, valamint a plazmavágáshoz ill. lézervágáshoz
szükséges gázokra is. Fontosnak tartjuk megjegyezni, hogy ez utóbbi lézertechnológiánál a szabvány hatálya alá csak az ún. munkagázok (vágógáz, védõgáz) tartoznak. A CO2 lézerek rezonátorainak mûködtetéséhez elengedhetetlen nagytisztaságú gázokkal, gázkeverékekkel az új szabvány sem foglalkozik. A korábbi verzió 7 fõcsoportba sorolta a védõgázokat (R, I, M1, M2, M3, C, F), míg az új elõírásban 9 fõcsoportot találunk úgy, hogy az "F" csoportot az "N" jelû váltotta fel (nitrogén tartalmú keverékek), és két új besorolással gazdagodott a rendszer (O, ill. Z). A régi és újonnan érvényben lévõ szabványok különbözõ fõcsoportjainak és alcsoportjainak összehasonlítását mutatja a 2. táblázat. Az új szabványban az alcsoportok száma is megnövekedett (M2, M3 esetén), melynek oka, hogy a védõgázok fejlõdése révén az elérhetõ hegesztési eredmények a gáz összetételével változnak, és már kisebb mértékû összetétel változás is a technológia módosítását igényli (3. ábra). Természetesen a változások sajnos azt jelenthetik, hogy még korábban egy klasszikusnak mondható 82/18% és egy 90/10 % Ar/CO2 MAGkevertgáz azonos csoportba tartozott (M21), az új rendszer alapján ma már két csoportról kell beszélnünk (M21,. ill. M20). Egy korábban elvégzett technológiai vizsgálat kiterjeszthetõ volt mindkét gáz alkalmazására, mostantól azonban az egyikkel elvégzett vizsgálat a másikra nem alkalmazható. (Az utóbbi 
években sok felhasználó vezette be a 90/10 % Ar/CO2 gáz alkalmazását a kedvezõbb hegesztési tulajdonságoknak köszönhetõen, amely változtatás a technológiai /eljárás/ vizsgálat módosítását nem igényelte). Ügyelni kell arra, hogy egy adott gáz korábban megszokott besorolása változhat, sõt az is elõfordulhat, hogy teljesen más fõcsoportba kerül. (pl. egy 91/4/5% – Ar/O2/CO2 keverék korábban az M22, jelenleg az M23 csoportba tartozik). Fontos változás, hogy azok a keverékek, amelynek alkotó elemei a szabvány által megadott fõcsoportok értékein kívül esnek, vagy olyan elemet tartalmaznak, amelyet a fõcsoportok nem tartalmaznak a "Z" csoportba kell sorolni. Az ISO EN 14175:2008 szabvány egyes csoportjainak összetételhatárait az 3. táblázat tartalmazza, míg a különbözõ típusú gázok és gázkeverékek tisztasági követelményeinek, harmatpontjainak és
elõírt maximális nedvességtartalmainak értékeit és változását az 4. táblázat foglalja össze.
 
   
  3. ábra. Az M2 (felül), M3 (alul) csoport jelöléseinek változása a gáz CO2 , O2 összetételének függvényében a korábbi és
a jelenleg érvényes szabvány alapján
 
 

A gáztisztaságra vonatkozó követelmények szigorodása mellett némileg megváltozott a gázkeverékek összetételi
pontosságának elõírásai is. Így például amíg a korábban a gázösszetevõ névleges értékétõl számítva a relatív ±10% eltérés"csak" 5–50% között volt elõírva, addig a mostani szabvány 5% felett maximum relatív ±10%-os eltérést enged meg az adott névleges értékhez képest. Fontos eltérés továbbá, hogy az 1% alatti összetevõk eltérését a szabvány nem specifikálja, annak meghatározása a felhasználó és a szállító közötti megegyezés tárgyát képezheti. A bevezetõben említett amerikai A5.32 AWS szabvány a kevertgázok specifikációjánál azok alkotó komponenseit, összetételeit is mutatja. Az új EN szabvány ezt a jelölési rendszert átvette, tehát
a szabványos jelölésbõl – az adott termék egyedi (általában a gyártó által levédett) megnevezése mellett –
a csoportba sorolást követõen pontosan kiderül a kevertgázok összetétele (ezt a korábbi szabványos jelölésnél nem lehetett tudni). A komponensek azonosításához azok szám nélküli vegyjeleit használják (pl. Ar-argon, O-oxigén, N-nitrogén, stb.), kivételt a széndioxid képez, melyet a "C"-vel jelöli. A jelölésben a "fõkomponens" (bázis gáz) van az elsõ helyen, majd felsorolva a komponens(ek) jeleit. Ezt követõen "/" jellel elválasztott számokkal mutatja
a komponensek térfogat százalékos mennyiségét. Mindezek alapján például egy kétkomponensû 82/18 % Ar/CO2 kevergáz jelölése: "M21- ArC-18", ill. egy 91/5/4 % Ar/CO2/O2 háromkomponensû gáz az"M23-ArCO-5/4" jellel azonosítható. Az így létrehozott jelölést a palackok ún. "banáncímkéjén" (a gáz azonosítására szolgáló
matrica) fel kell tüntetni (4. ábra).

 
   
  3. táblázat. Gázok és gázkeverékek ívhegesztéshez és rokon eljárásokhoz ISO 14175:2008 szabvány általi besorolása [5]  
   
  4. táblázat. Gázok tisztaságának és harmatpontjának új szabvány által elõírt értékei és azok változása a korábbiakban érvényben lévõ értékekhez képest (,:változás a korábbiakhoz képest, :változatlan elõírás)  
   
  5. táblázat. Gázkeverékek összetételének tûréshatárai.  
   
  4. ábra. Gázok azonosítására szolgáló banáncímkék az új szabványos jelöléssel  
  Az új szabvány alkalmazása felhasználói szempontból A változások után látszólag a palackos kiszereléseknél
a felhasználóknak nincs különösebb feladatuk, hiszen a hegesztéshez/ vágásokhoz forgalmazott gázok esetén
a forgalmazó vállalatnak kell arról gondoskodni, hogy az adott termék a szabványnak megfeleljen (amelyet vevõi
igény esetén megfelelõségi tanúsítvánnyal, minõségi bizonylattal igazolhat). Arra azonban mindenképpen figyelnie kell, hogy az ipari gázszolgáltatók az alap komponensekbõl (Ar, He, CO2, O2, N2, H2) több azonos, de különbözõ minõségû gázt is kínálnak. A minõségi kínálatból az új szabvány szerint azonban nem minden gáz felel meg az adott célú alkalmazásra (lásd. széndioxid). Így a felhasználónak egyeztetni és mérlegelni kell, hogy az új szabványnak, vagy esetleg az adott technológia igényeinek (lásd pl. lézervágás 3.5 O2) a vásárolt gáz megfeleljen. A palackos kevertgázok alkalmazásánál arra kell ügyelni, hogy az adott technológiai vizsgálatnak
megfelelõ csoportba tartozzon a használt, esetleg valamilyen okból lecserélt, módosított keverék. Más a helyzet az olyan központi gázellátó rendszereknél, ahol adott komponensekbõl gázkeverõvel a helyszínen történik
a kevertgáz elõállítása. Ilyen esetben természetesen a gázszolgáltató csak a komponensek minõségét tudja garantálni, az elõállított gázkeverék minõségét nem. A helyi keverõ beállítása, pontossága, a csõvezeték-hálózat
tisztasága, épsége nagymértékben befolyásolja a felhasznált gáz minõségét. Ilyen esetben a felhasználónak kell arról gondoskodni, hogy valamilyen objektív módon ellenõrizze (ellenõriztesse) a kevertgáz minõségét.
A gázszolgáltatók rendelkeznek olyan mûszerekkel (valamint a tárgyi mellett személyi és jártassági feltételekkel), amelyekkel a helyszínen elõállított kevertgáz minõsége ellenõrizhetõ (5. ábra), és arról mérési jegyzõkönyv (minõségi bizonylat) kiadható (6. ábra).
Felmerül a kérdés, hogy az adott mérés, ellenõrzés mennyi ideig lehet érvényes. Véleményünk szerint amennyiben a gázellátó-rendszer adott idõközönként ellenõrzött (lásd 143/2004 GKM rendelet szerinti Hegesztési Biztonsági Szabályzatban leírtak [6]), és az ellenõrzés ténye dokumentált, a rendszer két nyomáspróbája között
(a HBSZ szerint évente kötelezõ) a minõségi tanúsítvány elfogadottnak tekinthetõ. Az elfogadás fontos feltétele az is, hogy a gázellátó rendszerhez illetéktelenek ne férjenek hozzá (pl. a gázkeverõ beállítását módosítani csak ellenõrzött körülmények között lehessen). Természetesen a rendszer bármilyen átalakítása, a keverõ beállításának módosítása új ellenõrzés végrehajtását teszi szükségessé. A fentiekben leírtak az egy komponensû hálózatok
(pl. Argon) esetében is igazak, hiszen a hálózat megtáplálásánál lévõ megfelelõ gázminõség nem garantálja
a csõvezetéken végig haladó majd abból kilépõ gáz minõségét (pl. nedvesség tartalom).
 
 
Összefoglalás
Jelen írásunkban egyrészt a hegesztéshez, vágáshoz használt ipari gázok minõségével kapcsolatos alapfogalmakat foglaltuk össze. Bemutattuk továbbá a 2008 novemberében bevezetett MSZ EN ISO 14175:2008 szabvány alapjait, a gáz-gyártókat és -felhasználókat érintõ legfontosabb változásokat. Rámutattunk arra, hogy az ipari gázok minõségének biztosítása, annak ellenõrzése és dokumentálása elsõsorban a központi gázellátó rendszerekkel rendelkezõ felhasználók esetén jelenthet problémát. Az ilyen esetekre javaslatot tettünk
a megoldásra, miszerint a rendszeresen karbantartott és ellenõrzött ellátó rendszereknél az idõszakos gáz összetételi, minõségi mérések alapján történõ beállításokkal és azok dokumentálásával az új szabvány elõírásai szerinti elvárások biztosíthatók. Az így elkészült feljegyzések, egy a hegesztéssel foglalkozó vállalat üzemalkalmassági vizsgálata (pl. MSZ EN ISO 3834:2006) során, alkalmasak lehetnek arra, hogy a szükséges
dokumentációs feltételeket kielégítsék.
 
5. ábra. Hegesztési védõgázkeverék összetételének és nedvességtartalmának ellenõrzése egy központi gázellátó rendszer esetén 6. ábra. A 4. ábrán látható mérés alapján
született mérési jegyzõkönyv
  Felhasznált irodalom
[1] D. Hilton: ISO 14175 Gases and gas mixtures for welding and cutting – (The Linde Group), April 2008.
[2] MSZ EN ISO 14175:2008 "Hegesztõanyagok. Gázok és gázkeverékek ömlesztõ hegesztéshez és rokon eljárásokhoz" szabvány
[3] MSZ EN 439:1998 "Hozaganyagok hegesztéshez. Védõgázok ívhegesztéshez és vágáshoz" szabvány
[4] Dr Mohácsi G., Gyura L.: Hegesztéshez és termikus vágáshoz használt gázok és szolgáltatások fejlõdési irányai,
Hegesztéstechnika, XVIII évf. 2007/1
[5] Halász G.: Hegesztési védõgázok EN ISO14175:2008. Változik a hegesztési védõgázok összetételét és jellemzõ tulajdonságait összefoglaló szabvány, Acélszerkezetek 2008/3
[6] 143/2004 (XII.22.) GKM rendelet: Hegesztési Biztonsági Szabályzat

*Gyura László,
**Fehérvári Gábor
LINDE GÁZ MAGYARORSZÁG ZRT
Tartalomhoz tartozó címkék: Cikkek