S235JR-Material und das EN 10025-2-Framework
S235JR ist ein unlegierter Baustahl, der in EN 10025-2 definiert ist, der europäischen Norm, die technische Lieferbedingungen für warmgewalzte Produkte aus Baustählen festlegt. Die Bezeichnung enthält drei Informationen: S für Baustahl, 235 für die Mindeststreckgrenze in Megapascal bei der Standardreferenzdicke und JR für eine Charpy-Schlagzähigkeit von 27 J bei 20 Grad. Die Sorte wird in Blechstreifenform hergestellt und ist einer der häufigsten Rohstoffe für spiralgeschweißte Rohre.
Wenn das Band zu einer Spirale geformt und entlang der Spiralkante verschweißt wird, ist das fertige Produkt ein spiralgeschweißtes Rohr. Da die Naht diagonal um den Rohrkörper verläuft, wird die Schweißnaht nicht in die gleiche Richtung belastet wie bei einer geraden Längsnaht und mit der gleichen Streifenbreite lassen sich durch Änderung des Umformwinkels unterschiedliche Durchmesser herstellen. Dies ist die Grundlage für den wirtschaftlichen Vorteil spiralgeschweißter Rohre in mittleren und großen Durchmessern.
Materialeigenschaften für S235JR-Streifen und -Rohre
| Eigentum | Erfordernis |
|---|---|
| Streckgrenze min, Dicke bis 16 mm | 235 MPa |
| Streckgrenze min, Dicke über 16 mm | Stufenweise Reduzierung gemäß den Tabellen der EN 10025-2 |
| Zugfestigkeit | 360 MPa bis 510 MPa |
| Dehnung min | 26 % |
| Charpy-Schlag, JR-Qualität | 27 J bei 20 Grad Längsrichtung |
| Kohlenstoff max | 0,17 % für die JR-Qualität |
| Mangan max | 1.40 % |
| Phosphor max | 0.035 % |
| Schwefel max | 0.035 % |
Die Eigenschaften unedler Metalle sind nur die Hälfte der Spezifikation. Das fertige Rohr muss außerdem der geltenden Produktnorm entsprechen, beispielsweise der EN 10219-Reihe für kaltgeformte geschweißte Konstruktionshohlprofile, der EN 10217-Reihe für geschweißte Stahlrohre für Druckzwecke oder einer Leitungsrohrspezifikation, wenn das Rohr für Übertragungszwecke bestimmt ist. Jede dieser Normen legt Maßtoleranzen, Schweißqualitätsniveaus, Prüfhäufigkeit und Kennzeichnung fest.
Spiralnahtformen und Schweißen
Die Spiralnaht ist eine spiralförmige Schweißnaht, die dem Umfang des Rohrkörpers folgt. Sie entsteht, indem das Stahlband abgewickelt, ausgerichtet, kantengefräst und in einem Winkel zur Rohrachse der Umformmaschine zugeführt wird, sodass sich die Bandkanten kontinuierlich entlang der Helix treffen. Die Naht ist somit das prägende Merkmal eines spiralgeschweißten Rohres und unterscheidet es von einem Rohr mit gerader Längsnaht.
Innen- und Außenschweißungen werden normalerweise in zwei getrennten Durchgängen und nicht gleichzeitig ausgeführt. Nach der Umformung und dem Heftschweißen gelangt das Rohr zur Schweißstation, wo zunächst die Innennaht fertiggestellt wird und anschließend die Außennaht über derselben Verbindung verschweißt wird. Bei beiden Durchgängen handelt es sich in der Regel um Unterpulverschweißungen, die mit aufeinander abgestimmtem Draht und Flussmittel hergestellt werden, und die Reihenfolge ermöglicht, dass der Außendurchgang einen Teil des Innendurchgangs vergütet, was die Nahtfestigkeit verbessert.
Zerstörungsfreie Prüfung und Qualitätskontrolle
Die zerstörungsfreie-Prüfung spiralgeschweißter Rohre kombiniert Oberflächen- und Volumenmethoden. Ultraschallprüfung und Durchstrahlungsprüfung sind die üblichen Techniken zum Erkennen interner Defekte wie mangelnder Verschmelzung, Porosität und Einschlüsse im Schweißvolumen, während Magnetpulverprüfung und genaue Sichtprüfung die Standardmethoden für Oberflächenfehler und für die Wärmeeinflusszone sind. Als Referenz für diese Untersuchungen dienen die Normenreihe ISO 10893 für Stahlrohre und die in der Produktnorm genannten Akzeptanzgrenzen.
Zu den weiteren Kontrollen gehören Maßprüfungen des Durchmessers, der Wandstärke, der Länge und der Endrechtwinkligkeit, ein hydrostatischer Test, sofern die Produktnorm dies erfordert, und die Überprüfung, ob das für jedes Rohr verwendete Band auf das Werkszertifikat zurückgeführt werden kann.
Anwendungen von S235JR spiralgeschweißten Rohren
Wasserversorgungs- und Entwässerungsleitungen, Abflüsse und Druckleitungen
Rammrohre, Fundamentgehäuse und Struktursäulen
Allgemeine Strukturgerüste und Stützrohre
Niederdruck--Prozess- und Versorgungsleitungen in Industrieanlagen
Lüftungs- und Materialtransportkanäle mit mittlerem und großem Durchmesser
FAQ
F: Was ist die Hauptschweißnaht eines spiralgeschweißten Rohrs?
Dabei handelt es sich um eine diagonale Spiralschweißnaht, die spiralförmig entlang des Rohrkörpers verläuft. Es wird durch Schweißen der Kante des Stahlbandes gebildet, während das Band aufgewickelt und der Formmaschine zugeführt wird. Diese spiralförmige Naht ist das Merkmal, das spiralgeschweißte Rohre von Rohren mit einer geraden Längsnaht unterscheidet.
F: Werden die inneren und äußeren Schweißnähte gleichzeitig hergestellt?
Nein. Sie werden normalerweise in zwei separaten Durchgängen nach dem Formen und Heftschweißen hergestellt. Das Band wird zunächst auf der Spiralformmaschine geformt und heftgeschweißt, dann bewegt sich das Rohr zur Schweißstation, wo nacheinander die inneren und äußeren Unterpulverschweißungen durchgeführt werden.
F: Wie werden zerstörungsfreie Tests an spiralgeschweißten S235JR-Rohren durchgeführt?
Oberflächen- und volumetrische Methoden werden kombiniert. Ultraschall- und Röntgenprüfungen erkennen interne Schweißfehler, während Magnetpulverprüfungen und Sichtprüfungen für den Oberflächenzustand und die Wärmeeinflusszone eingesetzt werden, wobei die Akzeptanzwerte der Produktnorm entnommen werden.
F: Welche europäische Norm regelt das S235JR-Material?
S235JR unterliegt der Norm EN 10025-2, die technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle festlegt. Die Bezeichnung gibt eine Mindeststreckgrenze von 235 MPa mit einer JR-Schlagzähigkeit von 27 J bei 20 Grad an.
F: Kann das S235JR-Spiralrohr für Druckanwendungen verwendet werden?
Ja, sofern es nach einer Druckrohrnorm wie der EN 10217-Reihe hergestellt und entsprechend geprüft wird. Für Übertragungsleitungen würde das Rohr normalerweise nach einer Leitungsrohrspezifikation mit einem höheren Integritätsniveau bestellt werden.
F: Welche Bandbreite ist erforderlich, um einen bestimmten Durchmesser zu erzeugen?
Da die Bandbreite, der Umformwinkel und der Rohrdurchmesser miteinander verknüpft sind: Jede Umdrehung der Wendel muss genau einen Umfang des Rohres umschließen, daher wird die Bandbreite aus dem Zieldurchmesser und dem für die Maschine gewählten Umformwinkel ausgewählt.
