Posuzování shody ocelových konstrukcí

Ocelova konstrukceStále častěji se v praxi objevují případy, kdy výrobci strojních zařízení zařazují vědomě či nevědomě do svého výrobního programu samostatné ocelové konstrukce. Velice často jsou tyto výrobky nedílnou součástí produkce strojařských či zámečnických firem, které poměrně dobře zvládají posuzování a prohlašování shody strojních výrobků podle směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2006/42/ES resp. podle nařízení vlády č. 176/2008 Sb.

Z logických důvodů těmto firmám „nezapadají“ samostatné ocelové konstrukce do uvedených „strojařských“ předpisů, ani zaběhnuté praxe při přezkoumání shody a tak s lehkým srdcem posuzování ocelových konstrukcí neprovádějí nebo pro ně uplatňují postupy podle ČSN EN ISO/IEC 17050-1:2011. Obojí je bohužel špatně.

Na počátku omylu často stojí chybný úsudek či profesní slepota, které výrobcům říkají, že co je ze „železa“, to je strojařina a co z „cihel“, to je stavařina. Ale pozor – odhad je sice důležitou součástí života, ale zde jej nelze uplatňovat. Je potřeba se držet legislativních a normativních předpisů, které říkají, že ocelová konstrukce je výrobkem stavebním. A tak strojaři pozor – provádění ocelových konstrukcí i hliníkových konstrukcí, označování značkou CE a jejich uvádění na trh je potřeba realizovat výhradně postupy podle norem EN 1090-1 Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců (náhrada za neplatnou ČSN 732601) a EN 1090-2 Technické požadavky na ocelové konstrukce. Jen tak mohou být splněny podmínky pro vystavení Prohlášení o vlastnostech stavební konstrukce podle nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011, ze dne 9. března 2011 a tato označena značkou CE.

Z uvedených skutečností je zřejmé, že i ortodoxní strojaři musí občas vyrazit na exkurzi do světa stavebního a tak si pojďme problematiku v odlehčené formě představit.

Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011, kterým se stanoví harmonizované podmínky pro uvádění stanovných výrobků na trh a kterým se zrušuje směrnice Rady č. 89/106/EHS ("CPR").

  • stavební výrobky jsou meziprodukty určené k zabudování do staveb,
  • cílem CPR není stanovit bezpečnost stavebních výrobků, ale zajistit spolehlivou informaci o jejich vlastnostech,
  • výrobci nevydávají "Prohlášení o shodě", ale "Prohlášení o vlastnostech", ve kterém formou úrovně (číselné údaje), třídy (kategorie) nebo popisu specifikují vlastnosti, které se vztahují k plnění 7 základních požadavků na stavby,
  • výrobci nezajišťují shodu stavebních výrobků se základními požadavky, ale zajišťují shodu vlastností výrobků s informacemi uvedenými v "Prohlášení o vlastnostech"
  • pro vypracování "Prohlášení o vlastnostech" připojuje výrobce ke stanovenému výrobku označení CE, kterým potvrzuje shodu stavebního výrobku s vlastnostmi uvedenými v "Prohlášení o vlastnostech" a jeho soulad se všemi příslušnými požadavky stanovenými v Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 305/2011 a s požadavky příslušné harmonizované normy nebo evropského technického posouzení (pozn. problematika označování stavebních výrobků značkou CE je popsána v brožuře "Označení CE stavebních výrobků krok za krokem", vydané ÚNMZ),
  • k CPR byly vydány tyto přílohy:
    • PŘÍLOHA I - Základní požadavky na stavby
    • PŘÍLOHA II - Postup pro přijetí evropských dokumentů pro posouzení
    • PŘÍLOHA III - Prohlášení o vlastnostech
    • PŘÍLOHA IV - Skupiny výrobků a požadavky
    • PŘÍLOHA V - Posuzování a ověřování stálosti vlastností

Normy EN  řady 1090 (+A1) stanoví, s přihlédnutím k normám pro navrhování např. EN 1990, EN 1991, EN 1993, EN 1999 a dalších, požadavky na technickou dokumentaci a na provádění ocelových konstrukcí v závislosti na jejím klasifikačním zařazení do třídy provedení.

Vše začíná již ve fázi návrhu a vývoje ocelové konstrukce, kdy konstruktér zatřídí budoucí výrobek nebo jeho části do některé z tříd konstrukčního provedení (EXCX), přičemž třídy konstrukčního provedení mohou být pro jednotlivé části konstrukce odlišné. Pro výrobce je tedy životní nezbytností vědět, do jaké třídy konstrukčního provedení byla ocelová konstrukce zařazena. Požadavky na jednotlivé činností při provádění ocelových konstrukcí jsou v závislosti na třídě EXC1 až EXC4 uvedeny v ČSN EN 1090-2+A1, příloha A.3, tabulka A.3.

Zatřídění konstrukčního provedení (EXCx) je určováno podle třídy následků (CCX) a návazných rizik spojených s výrobními kategoriemi (PCX) a kategoriemi použitelnosti (SCX).

Úrovně EXCX - EXC1, EXC2, EXC3, EXC4

Úrovně CCx - CC1, CC2, CC3-EN 1990, EN 1993, EN 1994, EN 1991-7

Úrovně PCX - PC1, PC2

Úrovně SCX - SC1, SC2

Celková spolehlivost ocelové konstrukce tak zahrnuje parametry pevnosti použitých materiálů, způsob namáhání, tvar dílů, způsob tepelného zpracování, rozdíl mezi výrobou v hale či svařováním ve venkovních podmínkách ad.

Z principu zatřídění vyplývá, že pro úrovně EXC1 a EXC2 tzn. pro jednodušší konstrukce se uplatňují nižší požadavky na kvalifikaci postupů svařování, kvalifikaci svářečského dozoru, rozsah NDT kontrol ad., než u úrovní EXC3 a EXC4 s požadavky vyššími nebo specificky národními podle norem navazujících na EN 1090-2 např. ČSN 732603, ČSN 732604 ČSN 050705, ČSN 050211 nebo resortních předpisů např. Technických kvalitativních podmínek staveb Ministerstva dopravy ČR, Technických podmínek Českých drah apod.

Ve veřejně dostupných databázích lze nalézt vzorové příklady zatřídění ocelových konstrukcí či jejich částí do EXCX, ale je potřeba mít stále na paměti, že tuto expertní činnost je potřeba provádět individuálně, podle návodu pro stanovení tříd provedení ocelové konstrukce EXCX uvedeného v ČSN EN 1090-2+A1, příloha B. Postup vychází ze 3 činitelů, ovlivňujících celkovou spolehlivost zhotovené konstrukce:

  1. výběr třídy následků (CC1, CC2, CC3)
  2. výběr kategorie použitelnosti (SC1, SC2)
  3. výběr výrobní kategorie (PC1, PC2)

ad 1) výběr třídy následků (CC1, CC2, CC3) vychází z předpokládaných ztrát na lidských životech, ekonomických ztrát nebo poškození životního prostředí, v důsledku poruchy nebo zřícení konstrukce, nebo její části – viz ČSN EN 1990, příloha B, kap. B.3.1, tab. B1;

Třídy následků   Popis Příklady pozemních nebo inženýrských staveb 
 CC3 velké následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo velmi významné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí stadióny, budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy vysoké (např. koncertní sály)
 CC2 střední následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo značné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí obytné a administrativní budovy a budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy středně závažné (např. kancelářské budovy).
 CC1  malé následky s ohledem na ztráty lidských životů nebo malé/zanedbatelné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí  zemědělské budovy, kam lidé běžně nevstupují (např. budovy pro skladovací účely, skleníky).


Ad 2) výběr kategorie použitelnosti (SC1, SC2) vychází z předpokladu budoucího zatěžování konstrukce – viz ČSN EN 1090-2+A1, příloha B, tab. B.1;

Kategorie   Kritéria
 SC1
  • Konstrukce a dílce navržené pouze na kvazistatické zatížení (příklad: pozemní stavby)
  • Konstrukce a dílce s přípoji navržené pro seizmické zatížení v oblastech s nízkou seizmickou aktivitou a v DCL*
  • Konstrukce a dílce navržené na únavové zatížení od jeřábů (třída S0)**
 SC2
  • Konstrukce a dílce navržené na únavu podle EN 1993. (příklady: Silniční a železniční mosty, jeřáby (třídy S1 až S9)**, konstrukce vystavené vibracím vyvolaným větrem, zatížené davem lidí nebo rotačním strojem)
  • Konstrukce a dílce s přípoji navržené na seizmické zatížení v oblastech se střední nebo vysokou seizmickou aktivitou a v DCM* a DCH*
   *   DCL, DCM, DCH: třídy duktility podle EN 1998-1.
** Pro klasifikaci únavového zatížení od jeřábů viz EN 1991-3 a EN 13001-1.

Ad 3) výběr výrobní kategorie (PC1, PC2) vychází z pevnostní třídy oceli a způsobu výroby konstrukce – viz ČSN EN 1090-2+A1, příloha B, tab. B.2);

Kategorie   Kritéria
 PC1
  • Nesvařované dílce vyrobené z výrobků jakékoliv pevnostní třídy oceli
  • Svařované dílce vyrobené z výrobků z oceli nižší pevnostní třídy než S355
 PC2
  • Svařované dílce vyrobené z výrobků z oceli S355 a vyšší pevnostní třídy
  • Základní dílce pro celistvost konstrukce, které se svařují na staveništi
  • Dílce tvářené za tepla nebo tepelně zpracované během výroby
  • Dílce příhradových nosníků z kruhových dutých průřezů CHS vyžadující tvarově řezané konce

Konečné stanovení třídy provedení vychází z matice pro výběr třídy provedení dle ČSN EN 1090-2+A1, příloha B, tabulka B.3.

Třídy následků

CC1

CC2

CC3

Kategorie použitelnosti

SC1

SC2

SC1

SC2

SC1

SC2

Výrobní kategorie

PC1

EXC1

EXC2

EXC2

EXC3

EXC3 1

EXC3 1

PC2

EXC2

EXC2

EXC2

EXC3

EXC3 1

EXC4

1 EXC4 se má použít na zvláštní konstrukce nebo konstrukce s extrémními následky při porušení, jak požadují národní ustanovení.

Je zřejmé, že normy EN řady 1090 vyžadují splnění mnoha požadavků, např.:

  • jednoznačná technická specifikace konstrukce (dílu), ještě před zahájením výroby,
  • prokazatelné plány kvality,
  • prokazatelně zavedený, dokumentovaný a udržovaný systém řízení výroby dle požadavků ČSN EN 1090-1+A1, kap. 6.3
  • požadavky na rozměrovou a tvarovou přesnost, geometrické tolerance pro výrobu a pro montáž,
  • požadavky na kvalitu povrchu plechů (úchylky tvaru, tvrdosti),
  • statický výpočet,
  • požadavky na dokumenty kontroly základních výrobků a svařovacích materiálů,
  • u všech aplikovaných metod svařování a jejich ověření provádět činnosti podle kvalifikovaných postupů (WPQR), za použití specifikace postupu svařování (WPS) a při svařování vycházet z doporučení uvedených v ČSN EN 1011-1, ČSN EN 1011-2, ČSN EN 1011-3
  • ověření schopnosti dodržet kvalitu povrchů a tvrdosti povrchů tepelně dělených ploch a jejich kontroly před svařením,
  • vyšší rozsah (dle EXCXNDT kontrol vybraných druhů svarů,
  • ověření kvality provedení (pevnosti v tahu) u křížových spojů,
  • zavedení a udržování systému dle ČSN EN ISO 3834 při tavném svařování resp. ČSN EN ISO 14554 při odporovém svařování možnost aplikace základních materiálů až do S890 (S 960),
  • zajištění požadované kvalifikace pracovníků svářečského dozoru ve stupni B (základní), S (standardní), nebo C (vyšší) dle požadavků ČSN EN ISO 14731
  • zajištění požadované kvalifikace svářečského personálu v souladu s požadavky ČSN EN 287-1, ČSN EN ISO 9606-1, ČSN EN ISO 9606-2 a svářečských operátorů s požadavky ČSN EN ISO 14732 (dříve ČSN EN 1418)
  • zajištění požadované kvalifikace personálu pro nedestruktivní kontrolu svarů dle požadavků ČSN EN ISO 9712
  • dokumentace systému kvality podle ČSN EN ISO 9001 a řada dalších.

Vzhledem k blízkosti hranic se SRN a jejím trhem, který je významný pro řadu našich zákazníků, upozorňujeme na souběh platnosti normy DIN 18 800-7 a EN 1090-1,2 (do 30. 6. 2014).

Termíny a definice:

NANDO – New Approach Notified and Designated Organisations – organizace oznámené a jmenované podle nového přístupu

ČSN EN 1090-1 (v současné době vydaná jako revize EN 1090-1:2009+A1:2011) popisuje způsob posuzování shody ocelových a hliníkových konstrukcí.

ČSN EN 1090-2 (v současné době vydaná jako revize EN 1090-2:2008+A1:2011) stanovuje technické požadavky na provádění ocelových konstrukcí.

ČSN EN 1090-3 (EN 1090-3:2008) stanovuje technické požadavky na provádění hliníkových konstrukcí.

Související dokumentace:

[1] ČSN EN 1090-1+A1 „Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí. – Část 1: Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců“

[2] ČSN EN 1090-2+A1 „Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce“

[3] ČSN EN 1090-3 „Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 3: Technické požadavky na hliníkové konstrukce“

[4] ČSN EN ISO 3834-2 „Požadavky na jakost při tavném svařování kovových materiálů. – Část 2: Vyšší požadavky na jakost“

[5] ČSN EN ISO 14554 „Požadavky na jakost při svařování – Odporové svařování kovových materiálů – Část 1: Vyšší požadavky na jakost“

[6] ČSN EN 287-1 „Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 1: Oceli“

[7] ČSN EN ISO 9606-1 „Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 1: Oceli“

[8] ČSN EN ISO 9606-2 „Zkoušky svářečů – Tavné svařování – Část 2: Hliník a jeho slitiny“

[9] ČSN EN ISO 14732 „Svářečský personál – Zkoušky svářečských operátorů a seřizovačů pro mechanizované a automatizované svařování kovových materiálů“

[10] ČSN EN ISO 14731 „Svářečský dozor – Úkoly a odpovědnosti“

[11] ČSN EN ISO 9712 „Nedestruktivní zkoušení – Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT – Všeobecné zásady“

[12] ČSN EN 1011-1 „Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiál – Část 1: Všeobecná směrnice pro obloukové svařování“

[13] ČSN EN 1011-2 „Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 2: Obloukové svařování feritických ocelí“

[14] ČSN EN 1011-3 „Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 3: Obloukové svařování korozivzdorných ocelí“

[15] ČSN EN 10025-1 „Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí – Část 1: Všeobecné technické dodací podmínky“

[16] ČSN EN 10088-1 „Korozivzdorné oceli – Část 1: Přehled korozivzdorných ocelí“

[17] ČSN EN 10210-1 „Duté profily tvářené za tepla z nelegovaných a jemnozrnných konstrukčních ocelí – Část 1: Technické dodací podmínky“

[18] ČSN EN 10219-1 „Svařované duté profily z konstrukčních nelegovaných a jemnozrnných ocelí, tvářené za studena – Část 1: Technické dodací podmínky“

[19] ČSN EN 15048-1 „Sestavy spojovacích součástí pro nepředpjaté šroubové spoje – Část 1: Všeobecné požadavky“

[20] ČSN EN 14399-1 „Sestavy vysokopevnostních konstrukčních šroubových spojů pro předpínání – Část 1: Všeobecné požadavky“

[21] ČSN EN 13479:2005 „Svařovací materiály – Všeobecná výrobková norma pro přídavné kovy a tavidla pro tavné svařování kovových materiálů“

[22] ČSN EN 10204:2005 „Kovové výrobky. Druhy dokumentů kontroly“

[23] ČSN EN ISO 9712 „Nedestruktivní zkoušení – Kvalifikace a certifikace pracovníků NDT – Všeobecné zásady“