EN 10210 WARMGEFORMTES STAHLROHR

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Eine detaillierte Interpretation der spezifischen Anforderungen für warmgeformte Stahlrohre in der Norm EN 10210.

EN 10210-1 und EN 10210-2 sind europäische Normen, die die technischen Anforderungen für warmumgeformte geschweißte Hohlprofile aus un-legiertem und feinkörnigem Baustahl festlegen, die in tragenden Konstruktionen verwendet werden. Diese Anforderungen sind sehr umfassend und gewährleisten die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Stahlrohren in wichtigen Bauwerken wie Gebäuden und Brücken.

Im Folgenden sind die Kernanforderungen an Stahlrohre in dieser Norm aufgeführt, die hauptsächlich in mehrere Aspekte unterteilt sind:

• Herstellungsverfahren:

Das Stahlrohr muss warm-umgeformt werden. Dabei handelt es sich in der Regel um das Biegen von Stahlplatten oder Stahlbändern bei hohen Temperaturen (typischerweise oberhalb der Rekristallisationstemperatur) und das Schweißen (üblicherweise mit kontinuierlichen Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen (UP)), das anschließende Glätten der Schweißnaht durch mechanische, thermische oder kombinierte Verfahren und das Formen der gesamten Querschnittsabmessungen.

• Stahlsorte:

Die Norm spezifiziert bestimmte Güten von un{0}}legiertem und feinkörnigem-Baustahl. Diese Güten werden anhand ihrer Mindeststreckgrenze identifiziert. Zu den häufigsten gehören:

◦ S235J2H, S235J0H

◦ S275J2H, S275J0H, S275N/NH, S275M/MLH

◦ S355J2H, S355J0H, S355K2H, S355K0H, S355N/NH, S355M/MLH (dies sind die am häufigsten verwendeten Sorten)

◦ S420N/NH, S420M/MLH

◦ S460N/NH, S460M/MLH, S460Q/QL/QL1H

◦ Notenbedeutung: Zum Beispiel S355J2H

▪ S: Baustahl

▪ 355: Die Mindeststreckgrenze beträgt 355 N/mm²

▪ J2, K2, J0, K0: repräsentieren die Schlagzähigkeitsklasse (Qualitätsklasse)

▪ J: 27J Schlagenergie, Prüftemperatur 0 Grad

▪ K: 40J Schlagenergie, Prüftemperatur 0 Grad

▪ J0: 27J Schlagenergie, Prüftemperatur +20 Grad (geringere Zähigkeitsanforderung)

▪ N: Normalisierter Rollzustand

▪ M: Warmer mechanischer Walzzustand

▪ H: Hohlprofil

Die Norm enthält strenge Obergrenzen für die chemische Zusammensetzung (Schmelzanalyse) jeder Stahlsorte, darunter vor allem:

• Kohlenstoff (C):

Der Inhalt wird streng kontrolliert, um eine gute Schweißbarkeit und Zähigkeit zu gewährleisten.

• Mangan (Mn):

Verbessert die Kraft.

• Schwefel (S) und Phosphor (P):

Da es sich um schädliche Verunreinigungen handelt, ist ihr Gehalt auf sehr geringe Mengen beschränkt (z. B. P kleiner oder gleich 0,030 %, S kleiner oder gleich 0,025 %), um die Reinheit des Stahls zu verbessern und Heiß- und Kaltsprödigkeit zu verhindern.

• Kohlenstoffäquivalent (CEV):

Dies ist ein entscheidender Indikator zur Beurteilung der Schweißbarkeit und Verhärtungsneigung von Stahl. Für das Kohlenstoffäquivalent gibt es eine klare Berechnungsformel und einen oberen Grenzwert basierend auf der Festigkeitsklasse des Stahls. Beispielsweise muss der CEV von S355J2H typischerweise kleiner oder gleich 0,45 % sein. Je niedriger der CEV, desto geringer ist die Gefahr von Kaltrissen beim Stahlschweißen.

Dies ist der Kern der Gewährleistung der strukturellen Sicherheit. Die Norm legt die Mindestleistungsanforderungen für jede Klasse fest.

• Streckgrenze (ReH):

Einheit N/mm². Dies ist der Spannungswert, bei dem das Material beginnt, eine deutliche plastische Verformung zu erfahren. Beispielsweise muss die Streckgrenze von S355-Stahlrohren mindestens 355 N/mm² betragen.

• Zugfestigkeit (Rm):

Einheit N/mm². Dies ist die maximale Belastung, der das Material standhalten kann, bevor es auseinandergezogen wird. Die Norm legt auch den Bereich der Zugfestigkeit fest (Beispiel: S355J2H liegt bei 470–630 N/mm²), was nicht nur die Festigkeit gewährleistet, sondern auch den durch zu hohe Festigkeit verursachten Zähigkeitsabfall verhindert.

• Dehnung nach Bruch (A):

Ausgedrückt als Prozentsatz. Dies stellt die Duktilität des Materials dar, also wie weit es sich dehnen kann, bevor es bricht. Der Mindestwert ist je nach Art und Dicke der Probe klar festgelegt und gewährleistet so eine gute plastische Verformungsfähigkeit des Materials.

• Aufprallenergie (KV):

Einheit Joule (J). Dies ist ein wichtiger Indikator zur Messung der Zähigkeit von Materialien, der besonders wichtig ist, um Sprödbruch bei niedrigen Temperaturen zu verhindern. Die Norm gibt den minimalen Charpy-V--Kerbschlagenergiewert (z. B. 27 J oder 40 J) bei einer bestimmten Temperatur entsprechend der Qualitätsstufe (J2, K2 usw.) an.

Die Norm enthält äußerst detaillierte Regelungen zu den zulässigen Abweichungen der Außenmaße von Stahlrohren, um die Montagegenauigkeit der Konstruktion sicherzustellen.
• Die Toleranz des Außendurchmessers (D) und der Seitenlänge (A, B)

• Toleranz der Wandstärke (t): Im Allgemeinen ±10 % der Nennwandstärke.

• Längentoleranz (L)

• Elliptizität: Die maximale Differenzgrenze der Außendurchmesser der beiden gegenüberliegenden Seiten des Querschnitts eines kreisförmigen Rohrs.

• Geradheit: Die Krümmungsgrenze (Bogen) der gesamten Länge des Stahlrohrs.

Die Vertikalität (Rechts-Winkelabweichung) sowie die Konkavität und Konvexität (Flachheit) des quadratischen Rechteckrohrs.

• Gewichtstoleranz: Die zulässige Abweichung zwischen dem tatsächlichen Gewicht pro Meter und dem theoretischen Gewicht.

• Oberflächenzustand:

Das Stahlrohr darf keine gebrauchsschädigenden Mängel aufweisen. Kleinere Oberflächenunregelmäßigkeiten, dünne Oxidschichten oder Rostschichten, die durch Herstellungsverfahren (z. B. Warmwalzen und Warmaufweiten) verursacht werden, sind zulässig, sofern ihre Tiefe die Hälfte der negativen Maßtoleranz nicht überschreitet.

• Schweißnähte:

Schweißnähte sollten durchgehend und gleichmäßig sein. Es kann ein Schweißnahtabstand vorhanden sein, der jedoch in der Regel die angegebene Höhe nicht überschreiten darf (z. B. wird bei Rohren mit t größer oder gleich 3 mm der kleinere Wert verwendet, wenn der Abstand kleiner oder gleich 3 mm oder 10 % t ist).

• Fehlerbehandlung:

Oberflächenfehler können durch Schleifen entfernt werden, allerdings darf die Wandstärke nach dem Schleifen nicht unter der minimal zulässigen Wandstärke liegen. Schweißreparaturen sind nicht zulässig.

Hersteller müssen zum Nachweis der Normkonformität ihrer Produkte folgende Prüfungen durchführen und entsprechende Prüfbescheinigungen vorlegen:
• Zugversuch: Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung prüfen.

• Schlagversuch: Schlagenergie (Zähigkeit) überprüfen.

• Chemische Analyse: Überprüfen Sie die chemische Zusammensetzung.

• Geometrische Messung: Überprüfen Sie Maß- und Formtoleranzen.

• Sichtprüfung: Oberflächenqualität überprüfen.

• Zerstörungsfreie Prüfung: z. B. Ultraschallprüfung (UT), kann zur Erkennung interner Fehler in Schweißnähten und Grundmaterialien eingesetzt werden. Die Norm legt den Prüfumfang und die Abnahmekriterien fest.

• Kennzeichnung: Jedes Stahlrohr oder -bündel muss deutlich und dauerhaft gekennzeichnet sein und der Inhalt muss mindestens Folgendes umfassen: Name oder Warenzeichen des Herstellers, Normnummer (EN 10210), Stahlsorte, Größenspezifikation, Produktionschargennummer usw.

• Dokumentation: Der Hersteller muss die Warenprüfbescheinigungen gemäß EN 10204-Normen vorlegen, zum Beispiel:

3.1 Zertifikat: Erklären Sie, dass das Produkt den Standardanforderungen entspricht und fügen Sie die eigenen Testergebnisse des Herstellers bei.

3.2 Zertifikat: Ein Zertifikat, das von einer vom Hersteller unabhängigen Prüfstelle ausgestellt wurde und mehr Autorität hat.

Die Anforderungen der EN 10210 für warmumgeformte Stahlrohre sind ein umfassendes Qualitätssicherungssystem. Es wurde in vier Dimensionen streng reguliert: Quelle (chemische Zusammensetzung), Prozess (Herstellungstechnologie), Ergebnis (mechanische Eigenschaften, Größe und Form) und Verifizierung (Prüfung und Inspektion).

1. Wenn Sie sich für Stahlrohre entscheiden, die der Norm EN 10210 entsprechen, haben Sie Folgendes erreicht:
Vorhersehbare und zuverlässige mechanische Eigenschaften (Festigkeit, Zähigkeit).
2. Hervorragende Schweißbarkeit reduziert die Risiken der Schweißkonstruktion.
3. Präzise geometrische Abmessungen erleichtern die strukturelle Gestaltung und Installation.
4. Vollständige Qualitätsdokumente zur Rückverfolgbarkeit, die den strengen Qualitätsanforderungen moderner Ingenieurprojekte, insbesondere großer -Infrastruktur- und Bauprojekte, entsprechen.

Diese strengen Anforderungen haben EN 10210-Stahlrohre zum bevorzugten Material für schwere und kritische Strukturbereiche wie Hochhäuser, Sportstätten, Brücken und Hafenkräne gemacht.