Steffen WAGNER 1, Steffen KEITEL 1. Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Halle (Saale) Kontakt

Transkript

1 DGZfP-Jahrestagung 2018 More info about this article: Schweiß- und Schraubenverbindungen im Anwendungsbereich der DIN EN 1090 aus dem Blickwinkel der Bemessung und Konstruktion Steffen WAGNER 1, Steffen KEITEL 1 1 Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Halle (Saale) Kontakt wagner@slv-halle.de Kurzfassung Die erforderliche Schweißnahtqualität sowie der Umfang der ergänzenden zerstörungsfreien Prüfung muss in Abhängigkeit der erforderlichen Ausführungsklasse für Stahl- bzw. Aluminiumkonstruktionen nach DIN EN 1090 Teil 2 bzw. Teil 3 bereits zu Beginn der Planung festgelegt werden. Dabei spielen Faktoren wie Schadensfolge, Beanspruchung und Werkstoffe, aber auch Schweißnahtart oder Anziehverfahren, eine nicht unerhebliche Rolle für den Prüfaufwand. So sind die Ersteller von Bemessungs- und Konstruktionsunterlagen u. a. mitverantwortlich für ein prüf- und korrosionsschutzgerechtes Konstruieren, Fertigen sowie Montieren von. Die richtige Anwendung der zerstörungsfreien Prüfung von Schweißverbindungen wird im Regelwerk ausführlich beschrieben. Die Bewertung von Lichtbogenschweißverbindungen in der Sichtprüfung erfolgt bei Stahl nach DIN EN ISO 5817 und bei Aluminium und seinen Legierungen nach DIN EN ISO Die Bewertungsmaßstäbe für ergänzende ZfP-Verfahren können daraufhin abgeleitet werden. Auch die erforderliche Qualifizierung und mögliche Zertifizierung von Prüfpersonal ist nach DIN EN ISO 9712 beschrieben. Ein umfangreiches Regelwerk wie in der Schweißtechnik ist für die Prozesse bei mechanischen Verbindungen noch nicht gegeben und führen im bauaufsichtlichen Bereich immer wieder zu Fragen und Schwierigkeiten bei der Anwendung. Lizenz: 1

2 Jahrestagung, Leipzig im Anwendungsbereich der DIN EN 1090 aus dem Blickwinkel der Bemessung und Konstruktion Dipl.-Ing. Steffen Wagner, SLV Halle GmbH Prof. Dr.-Ing. Steffen Keitel, SLV Halle GmbH Ausführung von Stahl- und Aluminiumtragwerken DIN EN : Konformitätsnachweisverfahren für tragende Bauteile DIN EN : (Entwurf ) Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken DIN EN : (Entwurf ) Technische Regeln für die Ausführung von Aluminiumtragwerken Stand: März

3 ZfP in Abhängigkeit der Ausführungsklasse Stahl DIN EN Eine besondere Bedeutung kommt der Bestimmung der maßgebenden Ausführungsklasse EXC zu. Sie ist zu ermitteln in Abhängigkeit von: der Schadensfolge bzw. Schadensfolgeklasse gewählter Beanspruchungskategorie gewählter Herstellungskategorie (Consequence Class) (Service Categorie) (Production Categorie) Die Bestimmung der Ausführungsklasse sollte unter Berücksichtigung nationaler Vorschriften gemeinsam durch den Tragwerksplaner und den Bauherrn erfolgen. In diesem Entscheidungsprozess sollten gegebenenfalls der Projektmanager und der Hersteller konsultiert werden, entsprechend den am Tragwerksstandort geltenden nationalen Vorschriften. (aus DIN EN : ) Festlegung der erforderlichen Qualität für Festlegung des Umfanges der ergänzenden ZfP für Schweißverbindungen Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH (alle Rechte vorbehalten) 3 Kontrolle vor, während & nach dem Schweißen Stahl Auszug aus DIN EN : : Alle Schweißnähte müssen über deren gesamten Länge einer Sichtprüfung unterzogen werden. 100% VT Sichtprüfung muss beinhalten: Vorhandensein aller Schweißnähte Kontrolle der Schweißnähte DIN EN ISO Zündstellen Schweißspritzer Feststellung von Unregelmäßigkeiten: Oberflächenrissprüfung (MT o. PT) an kontrollierter Schweißnaht erforderlich 4

4 Umfang der ergänzenden ZfP Stahltragwerke DIN EN , Tab. 24 EXC1 EXC2 EXC3 EXC4 Keine ergänzende ZfP für Schweißnähte erforderlich Ausnahme: vertragliche Regelung Ergänzende ZfP für Schweißnähte erforderlich Umfang, siehe DIN EN , Tab. 24 Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH (alle Rechte vorbehalten) 5 Umfang der ergänzenden ZfP Stahltragwerke DIN EN , Tab. 24 Schweißnahtart zugbeanspruchte querverlaufende Stumpfnähte u. teilweise durchgeschweißte Nähte in zugbeanspruchten Stößen U 0,5 U < 0,5 querverlaufende Stumpfnähte u. teilweise durchgeschweißte Nähte in Kreuzstößen in T-Stößen zug- o. schubbeanspruchte querverlaufende Kehlnähte mit a w > 12 mm oder t > 20 mm mit a w 12 mm und t 20 mm Kranbahnträger mit vollständig durchgeschweißten Längsnähten zw. Steg u. Obergurt andere Längsnähte, Nähte angeschweißter Steifen U a w t Werkstatt- und Baustellennähte EXC2 EXC3 EXC % 5 % % 20 % 5 % 100 % 50 % 100 % 50 % 20 % 20 % 100 % % U = E d / R d Schweißnahtbeanspruchungsgrad vorwiegend ruhende Beanspruchung Kehlnahtdicke maximale Erzeugnisdicke im Anschluss 6

5 Kontrolle vor, während & nach dem Schweißen Auswahl des ZfP-Verfahrens in Übereinstimmung mit DIN EN Stahl (undatiert) DIN EN ISO 17635: Sichtprüfung: Oberflächenrissprüfung: Volumenprüfung: alle Nahtarten alle Werkstoffe alle Nahtarten PT o. MT in Abhängigkeit des Werkstoffes (MT nicht für austenitischen Stahl) Stumpfnähte RT o. UT in Abhängigkeit der Erzeugnissdicke (Grenzen: 8 mm, 40 mm) und des Werkstoffes Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH (alle Rechte vorbehalten) 7 ZfP in Abhängigkeit der Ausführungsklasse Alu DIN EN Eine besondere Bedeutung kommt der Bestimmung der maßgebenden Ausführungsklasse EXC zu. Sie ist zu ermitteln in Abhängigkeit von: der Schadensfolge bzw. Schadensfolgeklasse gewählter Beanspruchungskategorie gewählter Herstellungskategorie (Consequence Class) (Service Categorie) (Production Categorie) Die Ausführungsklasse eines Tragwerks/Bauteils sollte gemeinsam vom Tragwerksplaner und vom Bauherrn unter Berücksichtigung der für den Einsatzort geltenden nationalen Bestimmungen festgelegt werden. EN verlangt die Angabe der Ausführungsklasse in den Ausführungsunterlagen. (aus: DIN EN : Anhang A - informativ) Festlegung der erforderlichen Qualität für Festlegung des Umfanges der ergänzenden ZfP für Schweißverbindungen 8

6 Kontrolle vor, während & nach dem Schweißen Aluminium Auszug aus DIN EN : : Alle Schweißnähte sind auf ihrer ganzen Länge einer Sichtprüfung zu unterziehen. 100% VT Sichtprüfung muss beinhalten: Keine Angaben dazu im Regelwerk! Feststellung von Unregelmäßigkeiten: Oberflächenrissprüfung (PT) an kontrollierter Schweißnaht erforderlich Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH (alle Rechte vorbehalten) 9 Umfang der ergänzenden ZfP Aluminium DIN EN , Tab. 9 EXC1 EXC2 EXC3 EXC4 Keine ergänzende ZfP für Schweißnähte erforderlich Ausnahme: vertragliche Regelung Ergänzende ZfP für Schweißnähte erforderlich Umfang, siehe DIN EN , Tab. 9 Ausführungsklasse Stumpfnähte Kehlnähte EXC1 RT o. UT --- EXC2 RT o. UT PT EXC3 PT + RT o. UT PT EXC4 PT + RT o. UT PT 10

7 Umfang der ergänzenden ZfP Aluminium DIN EN , Tab. L.1 statisch zyklisch schwingend Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH (alle Rechte vorbehalten) 11 Umfang der ergänzenden ZfP Aluminium DIN EN , Tab.L.2 & L.3 SC1 vorwiegend ruhender Beanspruchung SC2 Ermüdungsbeanspruchung 12

8 Kontrolle vor, während & nach dem Anziehen von Schraubv. Stahl Auszug aus DIN EN : , Absatz Alle Verbindungen mit nicht planmäßig vorgespannten mechanischen Verbindungsmitteln müssen einer Sichtprüfung unterzogen werden, nachdem sie am örtlich ausgerichteten Tragwerk verschraubt wurden. 100% VT Sichtprüfung muss beinhalten: Vorhandensein aller Schrauben Kontrolle der Verbindungen nach DIN EN , Tabelle A-3 Feststellung von Unregelmäßigkeiten: Korrigierte Verbindungen müssen nach Wiederherstellung erneut überprüft werden. Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH (alle Rechte vorbehalten) 13 Angaben nach DIN EN , Anhang A, Tab. A3 (Auszug) EXC1 EXC2 EXC3 EXC4 14