Die Eigenspannung von LSAW-Rohren entsteht hauptsächlich durch ungleichmäßige Abkühlung. Eigenspannung ist die innere Gleichgewichtsspannung ohne äußere Krafteinwirkung. Diese Eigenspannung tritt in warmgewalzten Profilen verschiedener Querschnitte auf. Je größer der Querschnitt von Stahl ist, desto größer ist die Eigenspannung.
Obwohl sich die Eigenspannung selbst ausgleicht, hat sie dennoch einen gewissen Einfluss auf die Leistung von Stahlbauteilen unter äußerer Krafteinwirkung. Sie kann sich beispielsweise nachteilig auf Verformung, Stabilität und Ermüdungsbeständigkeit auswirken. Nach dem Schweißen werden die nichtmetallischen Einschlüsse im LSAW-Rohr zu dünnen Blechen gepresst, wodurch eine Laminierung entsteht. Durch die Laminierung wird die Zugfestigkeit des LSAW-Rohrs entlang der Dickenrichtung erheblich beeinträchtigt und beim Schrumpfen der Schweißnaht können Risse zwischen den Schichten auftreten. Die durch das Schrumpfen der Schweißnaht verursachte lokale Dehnung beträgt häufig ein Vielfaches der Streckgrenzendehnung und ist somit wesentlich größer als die durch die Belastung verursachte Dehnung. Außerdem weisen LSAW-Rohre zwangsläufig viele T-Nähte auf, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Schweißfehlern erheblich steigt. Überdies ist die Schweißeigenspannung an der T-Nähte groß und das Schweißmetall befindet sich häufig in einem Zustand dreidimensionaler Spannung, wodurch die Rissgefahr steigt.
Die Schweißnähte von spiralförmig unterpulvergeschweißten Rohren sind spiralförmig angeordnet und die Schweißnähte sind lang. Insbesondere beim Schweißen unter dynamischen Bedingungen verlässt die Schweißnaht den Formgebungspunkt vor dem Abkühlen, wodurch leicht heiße Schweißrisse entstehen können. Die Rissrichtung verläuft parallel zur Schweißnaht und bildet mit der Achse des Stahlrohrs einen eingeschlossenen Winkel, im Allgemeinen zwischen 30 und 70°. Dieser Winkel entspricht gerade dem Scherversagenswinkel, weshalb die Biege-, Zug-, Druck- und Verdrehfestigkeitseigenschaften nicht so gut sind wie bei LSAW-Rohren. Gleichzeitig beeinträchtigen die Sattel- und Fischgratschweißnähte aufgrund der eingeschränkten Schweißposition das Erscheinungsbild. Daher sollte die NDT von SSAW-Rohrschweißnähten verstärkt werden, um die Schweißqualität sicherzustellen. Andernfalls sollten SSAW-Rohre nicht für wichtige Stahlkonstruktionen verwendet werden.
Veröffentlichungszeit: 13. Juli 2022