Die Eigenspannungen in LSAW-Rohren entstehen hauptsächlich durch ungleichmäßige Abkühlung. Eigenspannungen sind innere, selbstentsprechende Spannungen, die ohne äußere Krafteinwirkung auftreten. Diese Eigenspannungen sind in warmgewalzten Profilen unterschiedlicher Querschnittsgrößen vorhanden. Je größer der Querschnitt des Stahls, desto höher sind die Eigenspannungen.
Obwohl die Eigenspannungen selbstausgleichend sind, beeinflussen sie dennoch das Verhalten von Stahlbauteilen unter äußerer Belastung. Beispielsweise können sie sich negativ auf Verformung, Stabilität und Dauerfestigkeit auswirken. Nach dem Schweißen werden die nichtmetallischen Einschlüsse im LSAW-Rohr zu dünnen Blechen verpresst, was zu Schichtbildung führt. Diese Schichtbildung verschlechtert die Zugfestigkeit des LSAW-Rohrs in Dickenrichtung erheblich, und beim Schrumpfen der Schweißnaht kann es zu Zwischenlagenrissen kommen. Die durch das Schrumpfen der Schweißnaht hervorgerufene lokale Dehnung ist oft um ein Vielfaches höher als die Streckgrenzendehnung und damit deutlich größer als die durch die Belastung verursachte Dehnung. Darüber hinaus weisen LSAW-Rohre zwangsläufig viele T-Schweißnähte auf, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Schweißfehlern deutlich erhöht wird. Zudem sind die Schweißeigenspannungen an den T-Schweißnähten hoch, und das Schweißgut befindet sich oft in einem Zustand dreidimensionaler Spannung, was die Rissbildung begünstigt.
Die Schweißnähte von spiralförmig unterpulvergeschweißten Rohren verlaufen spiralförmig und sind lang. Insbesondere beim Schweißen unter dynamischen Bedingungen verlässt die Schweißnaht den Formgebungspunkt vor der Abkühlung, was leicht zu Heißrissen führt. Die Rissrichtung verläuft parallel zur Schweißnaht und bildet einen Winkel mit der Stahlrohrachse, üblicherweise zwischen 30° und 70°. Dieser Winkel entspricht dem Scherversagenswinkel, weshalb die Biege-, Zug-, Druck- und Verdrehfestigkeit von Rohren, die im LSAW-Verfahren hergestellt wurden, geringer ist als die von LSAW-Rohren. Gleichzeitig beeinträchtigen Sattel- und Fischgratschweißnähte aufgrund der eingeschränkten Schweißposition das Erscheinungsbild. Daher sollte die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) von SSAW-Rohrschweißnähten verstärkt werden, um die Schweißqualität sicherzustellen. Andernfalls sollten SSAW-Rohre nicht in wichtigen Stahlbaukonstruktionen eingesetzt werden.
Veröffentlichungsdatum: 13. Juli 2022