Die Schweißverfahrensprüfung (Procedure Qualification Record, PQR) ist das grundlegende Dokument in der Schweißqualitätssicherung. Ohne eine gültige PQR kann keine Schweißanweisung (Welding Procedure Specification, WPS) als qualifiziert gelten, und keine unter dieser WPS gefertigten Produktionsschweißnähte sind codekonform.
Kurze Antwort
Quick Answer
Eine Schweißverfahrensprüfung (PQR) dokumentiert die tatsächlich verwendeten Schweißparameter bei der Herstellung eines Prüfstücks sowie die Ergebnisse der zerstörenden Prüfungen an diesem Stück. Sie bildet die sachliche Grundlage für eine oder mehrere Schweißanweisungen (WPS). Die PQR unterliegt je nach anwendbarem Code ASME Section IX, AWS D1.1 oder ISO 15614-1.
Was ist eine PQR?
Die PQR ist ein Nachweis – keine Vorschrift. Sie dokumentiert, was tatsächlich während einer bestimmten Prüfschweißung stattgefunden hat, einschließlich:
- Aller Schweißparameter, gemessen während der Prüfschweißung (Stromstärke, Spannung, Schweißgeschwindigkeit, Streckenenergie)
- Des tatsächlich verwendeten Schweißzusatzes, Schutzgases und Flussmittels
- Der tatsächlich aufgezeichneten Vorwärm- und Zwischenlagentemperaturen
- Aller mechanischen und ZfP-Prüfergebnisse von Proben, die aus dem Prüfstück entnommen wurden
Die PQR unterscheidet sich von einer WPS, die die Bereiche festlegt, innerhalb derer Produktionsschweißnähte ausgeführt werden sollen. Die WPS ist eine Vorgabe; die PQR ist der Nachweis, dass die Vorgabe einwandfreie Schweißnähte erzeugt.
Die PQR–WPS-Beziehung
PQR (sachlicher Nachweis der Prüfschweißung)
└── unterstützt eine oder mehrere ──▶ WPS (Fertigungsverfahren)
Eine einzelne PQR kann mehrere WPSs unterstützen, sofern jede WPS innerhalb der durch die PQR festgelegten wesentlichen und ergänzend wesentlichen Variablen bleibt. Umgekehrt erfordern manche WPSs mehrere unterstützende PQRs (z. B. für unterschiedliche Positionen oder Schweißzusatzklassifizierungen).
Wichtige Unterscheidung: Die PQR wird in der Fertigungswerkstatt nie direkt verwendet. Schweißer arbeiten nach der WPS. Die PQR verbleibt in der Qualitätsakte und wird dem zugelassenen Inspektor auf Verlangen vorgelegt.
Anwendbare Normen
ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section IX
ASME IX ist weltweit der am häufigsten referenzierte Schweißqualifizierungscode für Druckgeräte. Wesentliche Bestimmungen:
- QW-200: Allgemeine Anforderungen an die Verfahrensprüfung
- QW-250 bis QW-280: Wesentliche, ergänzend wesentliche und unwesentliche Variablen nach Verfahren
- QW-300: Abmessungen und Positionen der Prüfstücke
- QW-462: Erforderliche mechanische Prüfungen und Abnahmekriterien
- QW-483: Vorgeschriebenes Format für die PQR
Wesentliche Variablen sind Änderungen, die die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht beeinflussen und eine Neuqualifizierung erfordern. Ergänzend wesentliche Variablen beeinflussen die Kerbzähigkeit und werden angewendet, wenn der referenzierende Code eine Charpy-Prüfung verlangt. Unwesentliche Variablen erfordern lediglich eine WPS-Revision.
AWS D1.1 Structural Welding Code — Steel
AWS D1.1 bezeichnet das entsprechende Dokument als Procedure Qualification Record und regelt dessen Verwendung für das Schweißen von Stahlkonstruktionen. Vorqualifizierte WPSs nach D1.1 benötigen keine unterstützende PQR, nicht vorqualifizierte Verfahren hingegen schon.
ISO 15614-1
Das europäische Äquivalent. Die Qualifizierung erfolgt nach Verfahren, Werkstoffgruppe, Schweißzusatz, Wärmeeinbringungsbereich und Position. Die Ergebnisse werden in einem Schweißverfahrensprüfungsprotokoll (WPQR) festgehalten.
Wesentliche Variablen: Was eine Neuqualifizierung auslöst
Eine Änderung einer wesentlichen Variablen macht die bestehende PQR ungültig und erfordert ein neues Prüfstück. Häufige wesentliche Variablen nach ASME IX für SMAW (QW-253):
| Variable | Auslöser für Neuqualifizierung |
|---|---|
| Grundwerkstoff P-Nummer | Wechsel in eine andere P-Nummern-Gruppe |
| Schweißzusatz F-Nummer | Wechsel in eine andere F-Nummer |
| Schweißzusatz A-Nummer (Zusammensetzung) | Änderung der chemischen Zusammensetzungsgruppe des abgeschmolzenen Schweißguts |
| Position | Hinzufügen einer Steigposition (vertikal aufwärts), die bisher nicht qualifiziert war |
| Schweißbadsicherung | Entfernung der Schweißbadsicherung ohne durchgeführtes Rückschmelzen |
| Elektrische Eigenschaften | Wechsel von Gleichstrom auf Wechselstrom oder umgekehrt |
| Grundwerkstoffdicke | Außerhalb des qualifizierten Bereichs (typischerweise T bis 2T für Blech, gemäß QW-451) |
Erforderliche mechanische Prüfungen (ASME IX)
Für die Qualifizierung eines Stumpfschweißverfahrens verlangt ASME IX QW-462:
| Prüfung | Anzahl | Abnahmekriterium |
|---|---|---|
| Zugversuch mit reduziertem Querschnitt | 2 | ≥ Mindest-Zugfestigkeit des Grundwerkstoffs |
| Wurzelbiegeversuch | 2 | Kein offener Fehler > 3,2 mm (1/8 in) |
| Decklagenbiegeversuch | 2 | Kein offener Fehler > 3,2 mm (1/8 in) |
| Seitenbiegeversuch (wenn t ≥ 10 mm) | 4 | Kein offener Fehler > 3,2 mm (1/8 in) |
| Charpy-Kerbschlagversuch (wenn erforderlich) | 3 pro Satz | Gemäß Mindestenergie des referenzierenden Codes bei Prüftemperatur |
| Makroprüfung (Kehlnaht) | 1 | Keine Risse; Durchschmelzung bis zur Wurzel |
Alle Proben müssen von einem qualifizierten Prüflabor entnommen, bearbeitet und geprüft werden. Die Ergebnisse werden in der PQR mit Laboridentifikation und Kalibrierungsreferenzen festgehalten.
Was bei der Überprüfung einer PQR zu prüfen ist
QA-Ingenieure und zugelassene Inspektoren sollten bei der Überprüfung einer PQR folgende Punkte verifizieren:
- Vollständigkeit: Alle erforderlichen Felder gemäß QW-483 sind ausgefüllt; keine Leerstellen in den Spalten für wesentliche Variablen.
- Datum und Ort der Prüfschweißung: Muss vor dem Ausstellungsdatum der WPS liegen. Prüfung in einer qualifizierten Einrichtung durchgeführt.
- Unterzeichner: Unterzeichnet und datiert von einem CWI (AWS), autorisierten Schweißinspektor (ASME) oder Äquivalent gemäß anwendbarem Code.
- Aufgezeichnete Variablenbereiche: Tatsächlich gemessene Werte, keine Bereiche. Bereiche gehören in die WPS.
- Mechanische Prüfergebnisse: Alle erforderlichen Prüfungen durchgeführt; Proben erfüllen die Abnahmekriterien; Labornummer referenziert.
- ZfP-Ergebnisse (falls erforderlich): RT oder UT des Prüfstücks gemäß QW-142, wenn der referenzierende Code eine Kerbschlagprüfung verlangt.
- Vorwärmen und PWHT: Tatsächlich aufgezeichnete Temperaturen für die Prüfschweißung stimmen mit dem WPS-Anwendungsbereich überein.
- P-Nummern und F-Nummern: Dem verwendeten Grundwerkstoff und Schweißzusatz korrekt zugeordnet.
- Unterstützende Laborberichte: Berichte über Zug-, Biege- und Charpy-Versuche beigefügt oder mit Rückverfolgbarkeit zum spezifischen Prüfstück referenziert.
Häufige PQR-Mängel bei Audits
- WPS wird durch eine nach ASME IX qualifizierte PQR gestützt, aber in der Produktion wird ein anderer Grundwerkstoff mit einer anderen P-Nummer verwendet, der nicht abgedeckt ist
- PQR zeigt in den Spalten für aufgezeichnete Parameter „gemäß WPS" anstelle tatsächlich gemessener Werte
- Charpy-Prüfergebnisse ohne Angabe der Prüftemperatur oder Probenorientierung
- Keine Neuqualifizierung nach einer Änderung der Elektrodenklassifizierung, die F-Nummern-Grenzen überschreitet
- PQR von einem Schweißaufsichtsperson unterzeichnet, die kein qualifizierter Schweißinspektor ist
- Laborberichte werden nicht mit der PQR aufbewahrt (Rückverfolgbarkeit unterbrochen)
Digitale PQR-Verwaltung
Papier-PQRs schaffen Auditrisiken: falsch abgelegte Dokumente, unleserliche Scans und keine automatische Warnung, wenn eine Änderung eine Neuqualifizierung erfordert. Plattformen wie TestCert ermöglichen es Qualitätsteams, PQRs mit ihren unterstützenden WPSs zu verknüpfen, den Status wesentlicher Variablen zu verfolgen und Warnungen zu erhalten, wenn eine geplante Produktionsänderung die Qualifizierungsgrundlage ungültig machen würde.
Was ist der Unterschied zwischen einer PQR und einer WPS?
Eine PQR dokumentiert die tatsächlichen Parameter und Prüfergebnisse einer bestimmten Qualifizierungsprüfschweißung. Eine WPS legt die Bereiche fest, innerhalb derer die Produktionsschweißung durchgeführt werden soll. Die PQR ist der Nachweis; die WPS ist die Anweisung. Eine PQR kann mehrere WPSs unterstützen.
Wer muss eine PQR nach ASME Section IX unterzeichnen?
ASME IX legt im Code-Text keine erforderliche Unterzeichnerbefähigung fest, aber die meisten Gerichtsbarkeiten und Authorized Inspection Agencies (AIAs) verlangen, dass die PQR von einem Certified Welding Inspector (CWI) oder dem verantwortlichen Schweißingenieur des Herstellers zertifiziert wird. Der der Fertigungswerkstatt zugewiesene Authorized Inspector (AI) überprüft, ob die PQR vorliegt.
Wie lange ist eine PQR gültig?
Eine PQR läuft nicht ab. Nach der Qualifizierung bleibt sie unbegrenzt gültig, es sei denn, eine wesentliche Variable wird geändert, die die Qualifizierung ungültig macht, oder die Unterlagen gehen verloren bzw. werden vernichtet. Wenn jedoch das QMS des Herstellers abgelaufen ist oder die unterstützenden mechanischen Prüfunterlagen nicht vorgelegt werden können, kann der AI eine Neuqualifizierung verlangen.
Benötigt eine vorqualifizierte WPS nach AWS D1.1 eine PQR?
Nein. Vorqualifizierte WPSs nach AWS D1.1, die alle Parameter aus Tabelle 4.5 erfüllen, benötigen keine unterstützende PQR. Jede Abweichung von vorqualifizierten Parametern – wie die Verwendung eines nicht vorqualifizierten Nahtdesigns oder eines nicht aufgeführten Schweißzusatzes – erfordert jedoch eine Verfahrensprüfung und eine PQR.
Kann eine PQR eine WPS für mehrere Grundwerkstofftypen unterstützen?
Nur wenn die Grundwerkstoffe in dieselbe P-Nummern- oder S-Nummern-Gruppe fallen (ASME IX). Eine Qualifizierung auf P1 (Kohlenstoffstahl) qualifiziert beispielsweise nicht automatisch das Schweißen auf P8 (austenitischer Edelstahl). Die spezifischen Kreuzqualifizierungsregeln sind in QW-424 zu prüfen.
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