Prüfungsbescheinigungen gem. PN-EN 10204

NORMALISIERENDE Verformung. Verfahren der Verformung, bei dem endgültige Formung im Bereich der bestimmten Temperaturen, die der Normalisierungstemperatur entsprechen, erfolgt. Die Struktur des auf diese Weise geformten Werkstoffes  ist gegenwertig mit der NORMALISIERUNG. Dieser Zustand wird mit dem Buchstaben „N” gekennzeichnet.

TERMOMECHANISCHE Verformung. Verfahren der Verformung, bei dem endgültige Formung im Bereich der bestimmten Temperaturen, die den Werkstoff zum Zustand mit bestimmten Eigenschaften bringen, die mit der reinen Wärmebehandlung nicht zu erreichen sind, erfolgt. Späterer Versuch, den Werkstoff  über 580 ºC zu bringen, kann zur Herabsetzung der Eigenschaften führen. Dieser Zustand wird mit dem Buchstaben „M” gekennzeichnet.

Grundlegende Arten der Wärmebehandlungen:

NORMALISIERENDES GLÜHEN

Art der Wärmeverarbeitung, die darin besteht, dass der Stahl zu der Temperatur knapp über AC3 oder Acm  gebracht wird, anschließend in dieser Temperatur gehalten und danach zur Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Diese Verarbeitung hat zum Ziel, das Korn feiner zu machen und zu vereinheitlichen, wodurch mechanische Stahleigenschaften verbessert werden. Dieser Zustand wird mit dem Buchstaben „N” (NBK, NZF) gekennzeichnet.
VORSICHT! Normalisierung kann die  Strukturzeiligkeit verringern, insbesondere dann, wenn sie keine erheblichen nichtmetallischen Einschlüsse aufweist.

REKRISTALLISIERENDES GLÜHEN

Art der Wärmeverarbeitung, die darin besteht, dass der zunächst kaltgeformte Stahl zur Rekristallisierungstemperatur erwärmt wird. Diese Temperatur ist beinhaltet in der Abhängigkeit vom C-Gehalt und von dem Verformungsrad von 440 bis 550 ºC, von dem Halten bei dieser Temperatur und anschließend Abkühlen bis zur Umgebungstemperatur.  Diese Verarbeitung hat zum Ziel, die Werkstoffstruktur vor der Kaltformung wiederherzustellen. Die Verformungseigenschaften des Werkstoffes  steigern,  die mechanischen dagegen verringern sich. Dieser Zustand wird mit dem Buchstaben „A”; (GBK,GZF) gekennzeichnet.
VORSICHT! Rekristallisierung wird insbesondere zwecks Ermöglichung weiterer Kaltformung angewandt.

ENTSPANNENDES GLÜHEN

Art der Wärmeverarbeitung, die darin besteht,  den Stahl zur Temperatur unterhalb der Rekristallisierungstemperatur zu erwärmen, ihn bei dieser Temperatur kurz zu halten  und anschließend ihn zur Umgebungstemperatur abzukühlen. Diese Verarbeitung hat zum Ziel, die bei der Kaltformung entstandenen Spannungen unter Einhaltung der nahezu nicht geänderten Eigenschaften zu beheben. Dieser Zustand wird mit dem Buchstaben „SR” gekennzeichnet.
VORSICHT! Diese Verarbeitung findet für Rohre für z.B. Hydraulikzylinder Anwendung.

HÄRTEN

Art der Wärmeverarbeitung, die darin besteht, den Stahl bis zur Temperatur des Austenitisierens über  Ac3 oder Ac1 zu erwärmen, ihn bei dieser Temperatur zu halten und anschließend  ihn schnell bis zur Umgebungstemperatur abzukühlen. Diese Verarbeitung hat zum Ziel, die martensitische Struktur (mechanische Eigenschaften des Stahls steigen erheblich und die plastischen verringern sich) zu erreichen.

ANLASSEN

Art der Wärmeverarbeitung, die darin besteht, den gehärteten Stahl zur Temperatur knapp unterhalb von AC1 zu erwärmen, ihn bei dieser Temperatur zu halten und anschließend  ihn bis zur Umgebungstemperatur abzukühlen.  Man unterscheidet 3 Arten von Anlassen:

• niedrig  – im Bereich 150 bis 250 º C zwecks Behebung der Härtespannungen unter Einhaltung von höher Härte und Abriebbeständigkeit
• mittel – im Bereich 250 bis 500 º C zwecks Erhöhung der Elastizität auf Kosten des erheblichen Rückgangs der Härte
• hoch – im Bereich 500º C bis Ac1 zwecks Erreichung der höchstmöglichen Schlagfestigkeit für Stahl.

VORSICHT! Das Verhältnis von Re/Rm, das die Verbesserung des Werkstoffes widerspiegelt, wird ebenfalls steigern.

VERGÜTUNG

Art der Wärmeverarbeitung, die in

• Härten und
• hohem Anlassen
• besteht.

Diese Verarbeitung verwendet man  zwecks Verbesserung von praktisch sämtlichen  Stahleigenschaften insbesondere SCHLAGFESTIGKEIT.
Dieser Zustand wird mit dem Buchstaben „Q” gekennzeichnet.

Sollte in der Norm der Kerbschlagversuch gefordert werden, wird dieser meistens gem. Charpa mit V -Kerb durchgeführt. Dieser Versuch und die Entnahme von Proben sind in Übereistimmung mit  EN 10045-1 durchzuführen.

Die Proben sind grundsätzlich als Querproben durchzuführen. Der Mindestdurchmesser der Rohre, bei welchem die Durchführung von Querproben möglich ist, beträgt:

Dmin=(T-5) + 756,25/(T-5)               wo : T bedeutet die Wanddicke

Ist die Entnahme der Querprobe nicht möglich, ist dann eine Längsprobe, möglichst breit zwischen 10 und 5 mm  zu entnehmen.
Für Rohre, für die keine Probe 5 x 10 mm zu entnehmen sind, erfolgt im Grunde keine Kerbschlagprüfung.

VORSICHT! Die Proben für die Kerbschlagprüfung darf man vor der Prüfung nicht geradebiegen.
 
Werden für die für Kerbschlagprüfung Proben mit einer Breite unter 10 mm verwendet, ist für den Vergleich  der Brucharbeit mit der Tabelle die nachfolgende Umrechnungsformel anzuwenden:

KV=(8 x 10 x KVp)/Sp               wo :      KVp – gemessene Brucharbeit der Probe
Sp – Querprofilfläche der Probe am Kerb

oder
 
KV=(10 x KVp)/W                 w – Breite der Probe

Dichtheit wird grundsätzlich auf zweierlei Weise geprüft: Hydraulikprobe und
gegenwertige Wirbelstromprüfung gem. EN 10246-1

Man nimmt grundsätzlich an, dass wenn der Kunde kein konkretes Verfahren der Dichtheitsprüfung der Rohre auswählt, dann kann der Hersteller bei gewährleistetem Druck von <= 7Mpa und beim Rohrdurchmesser weniger als 500 mm, anstatt des Hydraulikverfahrens die gegenwertige Wirbelstromprüfung anwenden.

Für die Errechnung des Drucks, auf welches die Rohre zu prüfen sind, dient die Formel:
P=(20 x S x T)/D

wo:

p – hydrostatischer Druck der Wasserprobe /bar/
D – Aussendurchmesser der Rohre
S – Spannung, die dem Prozentanteil des Mindestwertes Re /N/mm2/ entspricht

Je nachdem um welche Rohre es sich handelt, d.h. nach welcher Norm sind die Rohre zu fertigen, verwendet man die S-Werte.
Die  S-Werte sind immer in der entsprechenden Norm enthalten.

Man nimmt  entsprechend die Dauer der Hydraulikprobe an:

• 5 s für Rohre mit Außendurchmesser <= 457 mm
• 10 s für Rohre mit Außendurchmesser über 457 mm

Für die Ermittlung der Eignung des Werkstoffes zum Schweißen wird der sog. CEV-Koeffizient ermittelt.

Die Überschreitung seines Wertes für den gegebenen Stahl kann dazu führen, dass während des Schweißens und anschließend während der Erkaltung der Naht  im Werkstoff so große Spannungen entstehen, dass sie zur Entstehung im Nahtprofil und im Werkstoff von Mikrorissen führen können.

Die vollständige Formel für die Errechnung des CEV Koeffizienten ist wie folgt:
Cev=C+Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Cu+Ni)/15
wo :C, Mn, Cr, Mo, V, Cu, Ni % Gehalt der Elemente im Stahl

Die Errechnung dieses Koeffizienten ist besonders relevant bei den Konstruktionsstählen und Rohrleitungsstählen für den Transport von entflammbaren Flüssigkeiten.

Die Eignung des Stahls zum Verzinken wird im Grunde durch  den Silizium-Gehalt (Si) in der chemischen Zusammensetzung bestimmt.
Es werden 2 Bereiche des Silizium-Gehalts unterschieden, bei denen die Zink-Schicht korrekt ist:

• unter  0,03 % Si
• von 0,15 bis 0,20 % Si

In der Fachliteratur trifft man auch Meinung, dass der maximale Si-Gehalt in zweitem Fall sogar bis 0,25 % betragen darf.
Ebenda findet man eine zusätzliche Abhängigkeit dafür, dass die Zink-Schicht korrekt ist:

•  C + Si <= 0,50 %

Das Oval des Rundprofils ausgedrückt in % errechnet sich gemäß der Formel:
O=100 X (Dmax – Dmin)/D
wo :     Dmax – max. gemessener Durchmesser
Dmin – min. gemessener Durchmesser
D – Nenndurchmesser

Die Abweichung von der Zentrierung der Kreisbohrung ausgedrückt in % errechnet sich gemäß der Formel:
100 x [(Tmax - Tmin)/(Tmax + Tmin)] = WS
wo :     Tmax – max. gemessene Rohrwand
Tmin – min. gemessene Rohrwand
WS – Zentrierungskoeffizient .

Die Abweichung von der Rechtwinkligkeit für Quadrat- und Rechtwinkelprofil errechnet sich gemäß der Formel:

90 – θ <= 1º

wo θ – Winkel enthalten zwischen der horizontalen Fläche und der Profilseite

Von feinkörnigem Stahl ist die Rede dann, wenn die Größe des Austenit-Korns nach dem Austenitisieren, das gem. PN durchgeführt wurde, dem Muster Nr. 5 bzw. höher (höhere Muster-Nummer = feineres Korn) entspricht.
PN-84/H-04507/01

Beispiel:
Nummer der Korngröße G: 5
Durchschnittsgröße der Profilfläche  a [mm²]: 0,0039
Anzahl der Körner auf der Fläche 1 mm²: 256
Durchschnittliche Anzahl der Körner in 1 mm³ [N]: 4096
Durchschnittlicher Korndurchmesser des Korns d [mm]: 0,062

Feinkörnige Stähle zeichnen sich durch erheblich höhere Schlagfestigkeit und die Verformbarkeitsgrenze im Verhältnis zu den grobkörnigen Stählen aus.

In den Ultraschallprüfungen werden Muster angewendet, die gem. 6 Abnahme-Klassen (U1 ….U6) je nach der Tiefe der Mustersicke, die % der Nenn-Wanddicke (3, 5, 10, 12,5 , 15, 20%) bildet, unterschieden werden. Die U1Klasse ist am strengsten.

Neben den Abnahme-Klassen werden auch 4 Unterklassen  (A, B, C, D) je nach der kleinsten Tiefe der Sicke ( 0,1 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 mm) unterschieden.

Für die nahtlosen Rohre werden meistens die Abnahme-Klassen: U2C und U2B verwendet.

Muster der Wirbelstromprüfungen gem. EN10246-3
In den Wirbelstromprüfungen werden einige Arten der Prüfungen verwendet :

• das Durchtrittsspule-Verfahren
• das Kontaktspule-Verfahren
• das Kontaktschleuderspule-Verfahren

 
Meistens wird das Duchtrittsspule - Verfahren verwendet. Hier werden 4 Genehmigungsstufen  (E1H – E4H) je nach dem Rohrdurchmesser und des Durchmesser der gebohrten Bohrung unterschieden.

Bei der Prüfung der Rohre mit dieser Methode ist darauf zu achten, dass die maximale Empfindlichkeit auf der Rohroberfläche ist und sie mit der steigenden Wanddicke zurückgeht. Die Penetrationsmöglichkeit der Wand hängt mit der Wanddicke und der Frequenz zusammen. Je niedriger die Frequenz, desto tiefer ist die Penetration der Wand.