Qualitätssicherung bei der Verarbeitung von CrNi

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1 Qualitätssicherung bei der Verarbeitung von CrNi Referent: Friedrich Felber Steel for you GmbH 8010 Graz, Neutorgasse 51/I Tel: Fax: Internet:

2 Qualitätssicherung bei der Verarbeitung von CrNi Referent Friedrich Felber 1 Friedrich Felber gelernter Schmied / Schlosser Montage-Schweißer Abendschule / Studium Produktionsleiter / AV-Einkauf / Betriebsleiter Schweißtechnologe (IWE), Experte ON-Komitee 037 Gerichtlich beeideter u. zertifizierter Sachverständiger (Stahlbau- und Schlosserarbeiten, Schweißtechnik, h ik Korrosion, Aluminium, i Kupfer) Auditor EN ISO 3834, EN (DIN6700) GF der Steel for you GmbH, 8010 Graz, Neutorgasse 51 Technische Beratung, globale Fertigungsüberwachung und Bauteilprüfung 2

3 Inhalte Besonderheiten der CNiStähl CrNi Stähle Wann und warum sind CrNi Stähle rostfrei? Einfluss vom Chromgehalt auf Korrosionsbeständigkeit Einteilung der CrNi Stähle Korrosionsarten und deren Entstehung 3 Inhalte Maßnahmen zur Qualitätssicherung i bei CNiStähl CrNi Stählen Richtige Werkstoffauswahl Korrekte Verarbeitung Korrekte Nachbehandlung 4

4 Inhalte Qualifizierung, i Zertifizierung, i Schweißaufsicht i ht Qualifizierung Zertifizierung Schweißaufsicht 5 Besonderheiten der CrNi Stähle 6

5 Wann und warum sind CrNi Stähle rostfrei rostfrei? Wenn im Eisen mind.10,5% (12%) Chrom vorhanden ist, bildet sich an der Oberfläche unter dem Einfluss von Sauerstoff, z.b. aus der Luft, spontan eine sehr dünne Chrom-Oxid-Schicht (Passivschicht) O 2 O 2 O 2 O 2 O 2 Passivschicht ca µmm Fe + min.10,5%cr 7 Einfluss vom Chromgehalt auf Korrosionsbeständigkeit Quelle: Deutsche Edelstahlwerke 8

6 Einteilung der CrNi Stähle 9 10

7 Pitting Resistance Equivalent Number Quelle: Deutsche Edelstahlwerke 11 Schweißeignung der CrNi Stähle 12

8 Schweißeignung von Edelstahl 13 Schweißeignung von Edelstahl Abweichungen gegenüber unlegierten Stählen Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist etwa 50% größer Die Wärmeleitfähigkeit ist etwa 60% geringer Der elektrische Widerstand ist etwa sechsmal größer Diese Unterschiede beeinflussen die Wahl des Schweißverfahrens! Sie erfordern ein Arbeiten mit deutlich geringeren Stromstärken! 14

9 Schweißeignung von Edelstahl Abweichungen gegenüber unlegierten Stählen Bei austenitischen Edelstählen besteht keine Gefahr der Aufhärtung Um Verzug und Verzunderung gering zu halten, sollte mit möglichst geringem g Wärmeeinbringen geschweißt werden Damit werden auch schmale Schweißnähte mit engen Anlauffarbenbereichen erreicht, die weniger Nacharbeit erfordern 15 Korrosionsarten und deren Entstehung 16

10 Flächenkorrosion Annähernd gleichmäßiger Abtrag am Werkstück Abtragrate < 0,1mm/Jahr gilt als beständig Austenitische Chrom-Nickel Stähle zeigen eine erhöhte Beständigkeit gegen Flächenkorrosion 17 Lochkorrosion (Pitting) 18

11 Lochkorrosion (Pitting) Ist eine punktförmige, meist in die Tiefe gehende Korrosionsart, welche auch dünne Werkstoffe ganz durchdringen kann Lochfrass wird vorwiegend durch das Vorhandensein von Chlor, Brom und Jod verursacht Mo-haltige Stähle sind widerstandsfähiger gegen Lochkorrosion als die reinen Chrom-Nickel-Stähle 19 Quelle: Deutsche Edelstahlwerke 20

12 Spaltkorrosion Typische Stellen für Spaltkorrosion sind bei Überlappungen von Blechen, bei Nietverbindungen und hinter einseitigen Schweißnähten zu finden 21 Spaltkorrosion Korrosion in engen Spalten und Zwischenräumen, welche nicht durchlüftet oder durchspült werden Durch den Unterschied in der Konzentration des angreifenden Mediums am Anfang und am Ende des Spaltes entstehen t elektrochemische h Potential- ti unterschiede, welche den Korrosionsvorgang bewirken 22

13 Interkristalline Korrosion Interkristalline Korrosion findet entlang der Korngrenzen (Kristalle) innerhalb der Metallstruktur statt, wobei einzelne Körner aus dem Kornverbund herausgelöst werden, welche ihrerseits wieder Lokalelemente bilden können, wodurch der Stahl an Festigkeit it verliert 23 Interkristalline Korrosion Quelle: Wikipedia 24

14 Interkristalline Korrosion Die interkristalline Korrosion tritt also unter Umständen nicht an der Werkstoffoberfläche in Erscheinung Der Werkstoff wird unsichtbar in seiner Festigkeit geschädigt, bei Beanspruchung kann es zum plötzlichen Versagen kommen 25 Interkristalline Korrosion Edelstahlsorten sind anfälliger, wenn sie bei Temperaturen oberhalb 300 C benützt werden (Wärmebeh. od. Schweißen) In diesem Temperaturbereich verhalten sich Edelstähle mit Titan- oder Niobzusätzen stabiler 26

15 Kontaktkorrosion Entsteht, wenn Werkstoffe mit unterschiedlichem Spannungspotential und einem Elektrolyten (Wasser, Salzwasser, aggressive Medien) zusammenkommen und damit ein elektrochemisches Element bilden Das unedlere Material "opfert" sich und löst sich auf Spannungsreihe 27 Korrosionsursachen Werkstoff Typ Chem. Zusammensetzung (1.4301, ) Gefügezustand (wärmebehandelt oder kaltverformt) Oberflächenzustand (geschliffen, gebürstet, poliert) Medium Zusammensetzung (mit Verunreinigungen) Temperatur Strömungsverhältnisse Elektrochemische Bedingungen Beanspruchung Betriebsbedingte Zugbeanspruch ung (dynamisch oder statisch) Eigenspannungen Belastungsänderungen (Dehnraten/Frequenz) Verarbeitung Schweißen (z.b. fehlende Formierung, falscher Schweißzusatz) Schleifen (ungeeignete Schleifkörper, ferritische Partikel) Kanten, Biegen, Rollen (Ferritische Werkzeuge, fehlende Folien) Nachbehandlung (fehlendes Bürsten oder Beizen) 28

16 Maßnahmen zur Qualitätssicherung bei CrNi Stählen 29 Richtige Werkstoffauswahl Korrosionsbeständigkeit mechanische Eigenschaften Einsatz-Temperatur Normen, gesetzliche Vorschriften Sh Schweißteil, ißtilsh Schweißverfahren fh Mechanische Bearbeitung Umformung 30

17 Korrekte Verarbeitung Formieren beim Schweißen von CrNi Rohren Einsatz des richtigen Schweißzusatzes Vermeidung von Kratzer und Schürfspuren (glatte Oberfl.) Örtliche Abtrennung (CrNi Fertigung / Baustahl Fertigung) Vermeidung von Fremdrost durch Schleifpartikel l Verwendung von Abklebefolien oder Kunststoffauflagen Verwendung von schneidhaltigen Bearbeitungswerkzeug 31 Korrekte Nachbehandlung Generelle Reinigung der CrNi-Oberflächen (ohne Salzsäure!!) Bürsten der Schweißnähte bzw. deren Anlauffarben Schleifen der Schweißnähte bzw. deren Anlauffarben Strahlen der Schweißnähte bzw. der Oberflächen Beizen der Schweißnähte bzw. deren Anlauffarben Bauteilkennzeichnung nur mit geeigneten Stiften 32

18 Korrekte Nachbehandlung Strahlen Bürsten Schleifen 33 Korrekte Nachbehandlung Beizen Beizmittel sind meist eine Mischung aus Salpetersäure (8-20% HNO3) und Flourwasserstoffsäure (1,5-5% 5% HF) Achtung! Giftbezugslizenz / Giftbezugsschein! Gebeizte Oberfläche Schweißnaht mit Anlauffarben Werkstoff: nach ca. 4 Wochen im Freien unbehandelt 34

19 Qualifizierung Zertifizierung Schweißaufsicht 35 Qualifizierung Schulung der Mitarbeiter bezüglich CrNi Stähle Aufbau eines schweißtechnischen Qualitätssystems WPQR, Qualifizierung d. Schweißverfahren EN ISO WPS, Schweißanweisung, Qualifizierung EN ISO

20 Zertifizierung Schweißbetriebszulassung EN ISO bzw. -3 Basis für EN (DIN 6700) Schienenfahrzeugbau Basis für EN Eurocode 3 Stahlbau Schweißerzertifizierung nach EN u. EN ISO Zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem nach ISO Schweißaufsicht gemäß EN ISO Umfassende technische Kenntnisse z.b. IWE Internationaler Schweißingenieur Spezielle technische Kenntnisse z.b. IWT Internationaler Schweißtechniker Technische h Basiskenntnisse i z.b. IWS Internationaler Schweißfachmann 38

21 Schweißaufsicht gemäß EN ISO Überprüfung der Anforderungen Technische Überprüfung Untervergabe Schweißtechnisches Personal Einrichtungeni Fertigungsplanung Qualifizierung von Schweißverfahren 39 Schweißaufsicht gemäß EN ISO Schweißanweisungen Arbeitsanweisungen Schweißzusätze Werkstoffe Überwachung und Prüfung vor, während und nach dem Schweißen Wärmenachbehandlung 40

22 Schweißaufsicht gemäß EN ISO Mangelnde Übereinstimmung und Korrekturmaßnahmen Technische Überprüfung Kalibrierung von Mess-, Überwachungs- und Prüfeinrichtungen Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit Qualitätsberichte i 41 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 42

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