Anhebung der Zähigkeitseigenschaften alterungsversprödeter Baustähle durch gezielte Ertüchtigungsmaßnahmen unter Berücksichtigung der Schweißeignung

Gajda, C.; Schuster, J.; Wagner, S.; Keitel, S.

Schäden durch natürliche Alterungsvorgänge stellen im Stahlbau eine schwer kalkulierbare Größe dar. Altstähle zeichnen sich durch eingeschränkte Schweißeignung aus. Unter Beachtung der für solche Werkstoffe typischen Eigenschaften ist es für Anwender und Betreiber oft sehr schwierig, diese Stähle korrekt einzuschätzen und schweißtechnisch zu verarbeiten. Nicht zuletzt aufgrund der eingeschränkten schweißmetallurgischen Eigenschaften ist es gemäß verschiedener Regelwerke zum Teil untersagt, derartige Werkstoffe schweißtechnisch zu verarbeiten. Nicht allein aus kultur- oder industriehistorischer Sicht sind Altstähle präsent, auch im Bereich der Nutzbauten stellen sie gegenwärtig einen Großteil des Bestandes dar. Für ihren Erhalt und Instandhaltung ist ein Großteil der öffentlichen Aufwendungen des Bundes bereitgestellt. Soll an Konstruktionen aus Altstahl geschweißt werden, ist das oft mit zusätzlichen Werkstoffuntersuchungen verbunden. Diese sind notwendig, um die Eigenschaften, insbesondere die der Schweißeignung, zu evaluieren. Eine solche ist oftmals nicht gegeben, was erheblichen Einfluss auf die Bewertung der Restnutzungsdauer hat. Während bislang davon ausgegangen wurde, dass die Schwingfestigkeit gealterter und versprödeter Bauteile aus Altstählen herabgesetzt ist, konnte durch aktuelle Forschungsprojekte nachgewiesen werden, dass durch zyklisch schwingende Beanspruchung kein vorzeitiges Bauteilversagen infolge Alterung zu erwarten ist. Entscheidend für die Ermüdungsfestigkeit ist die geometrische Kerbe, welche in größerer Konkurrenz zur metallurgischen Kerbe durch Versprödung steht. Unumstritten bleibt jedoch die Tatsache, dass durch die erwähnte Werkstoffversprödung erhebliche Defizite in der Zähigkeit vorhanden sind. Demzufolge bleibt die Sprödbruchneigung des Werkstoffes die eigentliche Gefahr von Altstahlkonstruktionen hinsichtlich der Restnutzungsdauerbewertung. Würde es gelingen, die Sprödbruchempfindlichkeit zu verringern und die Festigkeitseigenschaften von Altstahl weiterhin zu gewährleisten, könnte die erreichte Nutzungsdauer des Bauwerkes verlängert und ein teurer Abriss verhindert oder zumindest sinnvoll aufgeschoben werden.

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Gajda, C. / Schuster, J. / Wagner, S. / et al: Anhebung der Zähigkeitseigenschaften alterungsversprödeter Baustähle durch gezielte Ertüchtigungsmaßnahmen unter Berücksichtigung der Schweißeignung. Düren 2021. Shaker.

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