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TRD 102 - Nahtlose und elektrisch preßgeschweißte Rohre aus Stahl *^, **
- Werkstoffe -
Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)

Ausgabe Dezember 1996
(BArbBl. 12/1996, S. 31; 6/1998 S. 79aufgehoben)

1 Geltungsbereich ^98a

Diese TRD gilt für nahtlose und elektrisch preßgeschweißte Kessel-, Überhitzer- und Ankerrohre.

Diese TRD gilt ferner für nahtlose Rohre, aus denen Sammler und Trenngefäße hergestellt werden, sowie für nahtlose Rohre mit einem Innendurchmesser unter 600 mm, aus denen Flammrohre hergestellt werden. Für die Weiterverarbeitung dieser Rohre gelten die TRD 201 und TRD 203.

2 Zulässige Werkstoffe

Unter Beachtung der jeweiligen Anwendungsgrenzen dürfen verwendet werden:

2.1 Nahtlose Rohre

2.1.1 Rohre aus warmfesten Stählen nach DIN 17175, Rohre aus Stahl 35.8 und St 45.8 bis zu den in Tafel 1 für die einzelnen Gütestufen genannten Betriebsüberdrücken und Betriebstemperaturen. Fallen Druck und Temperatur nicht in die gleiche Gütestufe, so ist die höhere maßgebend. Für Rohre aus legierten Stählen und für Sammler ist unabhängig von Tafel 1 Gütestufe III zu verwenden.

Sofern der Überdruck 32 bar oder die Temperatur des durchströmenden Stoffes 450 °C nicht übersteigt, kann für Sammler der Stahlsorten St 35.8, St 45.8, 17 Mn 4 und 19 Mn 5 die Gütestufe 1 verwendet werden. Hinsichtlich der Prüfung der Ausschnittbereiche ist jedoch TRD 201 Abschnitt 4.8 zu beachten.

2.1.2 Rohre aus hochwarmfesten austenitischen Stählen nach DIN 17459; die Stahlsorte mit der Werkstoff-Nr. 1.4949 in Verbindung mit dem VdTÜV-Werkstoffblatt 383.

2.1.3 Rohre aus sonstigen Stahlen, die in den Abschnitten 2.1.1 und 2.1.2 nicht aufgeführt sind. Die Eignung für den vorgesehenen Verwendungszweck und die Güteeigenschaften sind durch Gutachten des Sachverständigen erstmalig nachzuweisen.

2.1.3.1 Rohre aus ferritischen Stählen müssen bei der erstmaligen Begutachtung folgende allgemeine Bedingungen erfüllen:

(1) Die Bruchdehnung (A) muß in Quer-/Tangentialrichtung den die Stahlsorte kennzeichnenden, im Gutachten des Sachverständigen festgelegten Mindestwert aufweisen, jedoch soll sie nicht kleiner als 17 % sein. Der Mindestwert in Längsrichtung soll um zwei Einheiten größer sein.

(2) Die Kerbschlagarbeit muß den die Stahlsorte kennzeichnenden, im Gutachten des Sachverständigen festgelegten Mindestwert aufweisen, jedoch soll sie an der DVM-Probe 1) in Quer-/Tangentialrichtung nicht kleiner sein als 34 J (Kerbschlagzähigkeit: 49 J/cm²) bei Raumtemperatur. Der Mindestwert in Längsrichtung soll 14 J (20 J/cm²) größer sein. Diese Werte gelten als Mittelwerte aus drei Einzelversuchen, wobei kein Einzelwert mehr als 30 % unter dem Mindestwert liegen soll.

( 3) ^98a Für Rohre, aus denen Sammler und Trenngefäße hergestellt werden, aus Stählen nach Abschnitt 2.1.3 mit einer Mindeststreckgrenze von> 315 N/mm² bei Wanddicken> 50 mm, sowie aus der Stahlsorte 14 MoV 6 3 nach DIN 17175 und bei Wanddicken> 80 mm aus der Stahlsorte X 20 CrMoV 12 1 nach DIN 17175 soll die Kerbschlagarbeit an der ISO-V-Probe mindestens 31 J bei ± 0 °C Prüftemperatur in Tangentialrichtung betragen. Der Wert gilt als Mittelwert aus drei Einzelversuchen, wobei kein Einzelwert mehr als 15 % unter diesem Wert liegen darf.

(4) Bei den Festlegungen nach (1) und (2) wird ein zähes Bruchverhalten vorausgesetzt. Die Ergebnisse zusätzlicher Sprödbruchuntersuchungen im Rahmen der Begutachtung können andere Mindestwerte rechtfertigen.

(5) Für Rohre aus legierten Stählen und für Sammler ist die Gütestufe III anzuwenden.

(6) Der Nachweis der Schweißeignung ist durch den Hersteller zu führen. Die Bedingungen der Wärmeführung während des Schweißens und der Wärmebehandlung nach dem Schweißen sind vom Hersteller anzugeben.

(7) Die Mindestwerte der Warmstreckgrenze und gegebenenfalls die zeitabhängigen Festigkeitskennwerte sind durch den Hersteller unter Festlegung der Richtwerte für die chemische Zusammensetzung, der Festigkeitseigenschaften bei Raumtemperatur und der Wärmebehandlung nachzuweisen.

2.1.3.2 Bei Rohren aus austenitischen Stählen werden die Mindestanforderungen im Einvernehmen mit dem Sachverständigen festgelegt.

2.2 Elektrisch preßgeschweißte Rohre

Elektrisch preßgeschweißte Rohre nach Abschnitt 2.2.1, wenn eine Verfahrensprüfung durchgeführt ist.

Der Umfang der Verfahrensprüfung und nach ihrem Abschluß die Art der Nachweise nach Abschnitten 5.3 und 5.4 sind zwischen dem Hersteller und dem Sachverständigen zu vereinbaren.

2.2.1 Elektrisch preßgescbweißte Rohre aus warmfesten Stählen nach DIN 17177 mit einer Schweißnahtwertigkeitv = 1,0. Die Rohre aus St 37.8 und St 42.8 dürfen bis zu den in Tafel 1 für die einzelnen Gütestufen genannten Betriebsüberdrücken und Betriebstemperaturen verwendet werden. Fallen Druck und Temperatur nicht in die gleiche Gütestufe, so ist die höhere Gütestufe maßgebend. Für Rohre aus legierten Stählen ist unabhängig von Tafel 1 die Gütestufe III zu verwenden.

2.2.2 Elektrisch preßgeschweißte Rohre aus sonstigen Stählen, wenn ihre Eignung für den vorgesehenen Verwendungszweck und ihre Güteeigenschaften durch Gutachten des Sachverständigen erstmalig bestätigt sind. In dem Gutachten sind auch die Anwendungsgrenzen anzugeben.

Die Schweißnahtwertigkeit sollv = 1,0 betragen.

Die Rohre sind nach dem Schweißen über die ganze Rohrlänge und den ganzen Umfang entsprechend der Stahlsorte sachgemäß wärmezubehandeln. Diese Forderung gilt als erfüllt, wenn durch die Warmverarbeitung ein einwandfreier Gefügezustand mit hinreichender Gleichmäßigkeit erzielt wird.

Im übrigen gelten die Anforderungen des Abschnitts 2.1.3.1.

2.3 Rohre für Flammrohre

Für Rohre, die zu Flammrohren verarbeitet werden, dürfen nur solche Stähle verwendet werden, die einen Mindestwert der Bruchdehnung (A) in Querrichtung von mindestens 20% oder in Längsrichtung von mindestens 22 % aufweisen.

2.4 Erschmelzungsverfahren

Soweit die Stähle nicht nach dem Siemens-Martin-Verfahren, Elektrolichtbogenverfahren oder Sauerstoffblasverfahren erschmolzen werden, müssen dem Sachverständigen vom Hersteller alle in seinem Besitz befindlichen Unterlagen vorgelegt werden, die für die Beurteilung der Gleichwertigkeit des Erschmelzungsverfahrens von Bedeutung sein können.

Tafel 1. Anwendungsgrenzen von Rohren aus unlegierten Stählen der Gütestufen I und III nach DIN 17175 und DIN 17177 

3 Prüfungen

3.1 ^98a   Nahtlose Rohre nach >Abschnitt 2.1.1 müssen entsprechend DIN 17175 geprüft sein.

3.2 Bei Rohren mit einem Innendurchmesser> 600 mm und mit Walzlängen < 4 m müssen die mechanisch-technologischen Prüfungen an einem Rohrende, bei Rohren mit einem Innendurchmesser> 600 mm und mit Walzlängen> 4 m an beiden Rohrenden durchgeführt sein. Die Probeentnahmeorte jeder Walzlänge müssen um 180° gegeneinander versetzt angeordnet sein.

Weiterhin müssen die Rohre mit einem Innendurchmesser> 600 mm auch auf Querfehler geprüft sein.

3.3 Rohre nach Abschnitt 2.1.2 sind nach DIN 17459 zu prüfen. Für Rohre aus dem Stahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4949 gilt das VdTÜV-Werkstoffblatt 383.

3.4 ^98a Nahtlose Rohre nach Abschnitt 2.1.1 aus denen Trenngefäße   hergestellt werden,   sind unabhängig vom Innendurchmesser   entsprechend Abschnitt 3.2 zu prüfen.

3.5 ^98a  Bei Rohren mit einem Innendurchmesser> 800 mm für Sammler und Trenngefäße sind die Anforderungen und die Prüfung zwischen Komponentenhersteller und Sachverständigen zu vereinbaren.

3.6 Elektrisch preßgeschweißte Rohre nach Abschnitt 2.2.1 müssen nach DIN 17177 geprüft sein. Bei Rohren der Gütestufe I sind die Schweißnähte einer Ultraschallprüfung nach Stahl-Eisen-Prüfblatt 1917   2)zu unterziehen, soweit nicht ein anderes gleichwertiges Verfahren vom Sachverständigen anerkannt wird.

3.7 Nahtlose oder elektrisch preßgeschweißte Rohre nach Abschnitt 2.1.3 bzw. 2.2.2 müssen entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen geprüft sein.

Als Mindestanforderungen gelten je nach Einstufung in die Rohrsorten und den Anwendungsbereich die Abschnitte 2.1.1, 2.1.2, 2.2.1 und die Abschnitte 3.1, 3.3 und 3.5.

3.8 Rohre aus legierten Stählen müssen vom Hersteller auf Werkstoffverwechslung geprüft sein.

3.9 Wenn die Rohre nach den in dieser TRD aufgeführten technischen Lieferbedingungen einer zerstörungsfreien Prüfung nach SEP 1915 zu unterziehen sind, sind die Rohre über ihre gesamte Länge zu prüfen 5).

Wenn - anlagenbedingt - bei der Prüfung ungeprüfte Rohrenden verbleiben, muß deren Fehlerfreiheit auf andere Weise nachgewiesen werden. Dies kann durch ergänzende zerstörungsfreie Prüfung oder durch Prüfung von Ringproben erfolgen. Ein Abschneiden der ungeprüften Rohrenden ist ebenfalls zulässig.

4 Kennzeichnung

4.1 Rohre nach Abs1chnitt 2.1.1 müssen entsprechend DIN 17175 gekennzeichnet sein.

4.2 Rohre nach Abschnitt 2.1.2 sind nach DIN 17459 zu kennzeichnen.

4.3 Rohre nach Abschnitt 2.2.1 müssen entsprechend DIN 17177 gekennzeichnet sein.

4.4 Nahtlose und elektrisch preßgeschweißte Rohre nach Abschnitt 2.1.3 bzw. 2.2.2 müssen je nach Einstufung in die Rohrsorten entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen gekennzeichnet sein.

4.5 Bei zerstörungsfreier Prüfung über die gesamte Rohr- bzw. Nahtlänge müssen die Rohre mit einem besonderen Kennzeichen versehen sein, das auch im Abnahmeprüfzeugnis nach Abschnitt 5.5 (5) angegeben sein muß.

5 Nachweis der Güteeigenschaften

5.1 ^98a Über die Prüfungen an Rohren nach Abschnitt 2.1.1 müssen Abnahmeprüfzeugnisse a nach DIN EN 10204 vorliegen. Bei Rohren aus St 35.8 und in der Gütestufe I bei Rohren aus St 45.8 genügen Abnahmeprüfzeugnisse B.

5.2 ^98a Über die Prüfungen an Rohren nach Abschnitt 2.1.2 muß ein Abnahmeprüfzeugnis 3.1.a nach DIN EN 10204 vorliegen.

5.3 ^98a Über die Prüfungen an Rohren nach Abschnitt 2.2.1 müssen Abnahmeprüfzeugnisse a nach DIN EN 10204 vorliegen. Bei Rohren aus St 37.8 und in Gütestufe I bei Rohren aus St 42.8 genügen Abnahmeprüfzeugnisse B, sofern dem Sachverständigen über einen genügend langen Zeitraum die Güte und die Gleichmäßigkeit der Fertigung nachgewiesen worden sind und er die Fertigung weiterhin stichprobenweise überwacht. Anderenfalls gilt Abschnitt 5.4.

5.4 Über die Prüfungen an nahtlosen und elektrisch preßgeschweißten Rohren nach Abschnitt 2.1.3 bzw. 2.2.2 müssen Bescheinigungen über Werkstoffprüfungen je nach ihrer Einstufung in die Rohrsorten entsprechend dem Gutachten des Sachverständigen vorliegen.

5.5 Vom Hersteller ist durch Werksbescheinigung zu bestätigen:

(1) daß der Werkstoff nach Markenbezeichnung und Gütestufe den jeweiligen Lieferbedingungen entspricht, daß sämtliche Rohre die Dichtheitsprüfung entsprechend den jeweiligen Normen bestanden haben und sich über ihre ganze Länge in dem der Werkstoffart entsprechenden sachgemäßen Glüh- oder Vergütungszustand befinden und Rohre aus legierten Stählen einer Verwechslungsprüfung unterzogen wurden,

(2) die in den Lieferbedingungen vorgesehene Behandlung des Ausgangswerkstoffes bei Rohren der Gütestufe III, sofern sie aus vorgewalzten Blöcken hergestellt werden, die Beizscheibenprüfung oder Ultraschallprüfung oder ein anderes anerkanntes Verfahren am Ausgangswerkstoff,

(3) die Wertigkeit der Schweißnaht nach Abschnitt 2.2.1; durch Werkszeugnis:

(4) das Ergebnis der Schmelzanalyse bei unlegierten Stählen der Gütestufe III und legierten Stählen;

(5) durch Abnahmeprüfzeugnis B:
die Durchführung der Ultraschallprüfung oder eines gleichwertigen zerstörungsfreien Prüfverfahrens bei nahtlosen und elektrisch preßgeschweißten Rohren der Gütestufe III nach DIN 17175 bzw. DIN 17177 und bei Rohren nach Abschnitt 2.1.2, 2.1.3 bzw. 2.2.2, soweit gefordert nach Abschnitt 3.6; die Durchführung der zerstörungsfreien Prüfung der Schweißnaht mit dem bei der Verfahrensprüfung festgelegten Prüfverfahren bei elektrisch preßgeschweißten Rohren nach Abschnitt 2.2.1 in der Gütestufe I für Rohre nach DIN 17177.

Die Bestätigungen nach (1) bis (4) können auch in dem jeweils höheren Nachweis enthalten sein.

6 Festigkeitskennwerte für die Berechnung ³

6.1 Als Festigkeitskennwerte K für die Berechnung der zulässigen Spannung gelten:

(1) Bei Rohren nach Abschnitt 2.1.1

• im Bereich zeitunabhängiger Festigkeitskennwerte die Zugfestigkeit und Streckgrenze bei Raumtemperatur bzw. die Mindestwerte der 0,2 %-Dehngrenze bei erhöhten Temperaturen nach DIN 17175;
• im Bereich zeitabhängiger Festigkeitskennwerte die Langzeitwarmfestigkeitskennwerte von Anhang A, DIN 17175.

(2) Bei Rohren nach Abschnitt 2.1.2 die entsprechenden Werte nach DIN 17459.

(3) Bei Rohren nach Abschnitt 2.2.1

• im Bereich zeitunabhängiger Festigkeitskennwerte die Zugfestigkeit und Streckgrenze bei Raumtemperatur bzw. die Mindestwerte der 0,2%-Dehngrenze bei erhöhten Temperaturen nach DIN 17177;
• im Bereich zeitabhängiger Festigkeitskennwerte die Langzeitwarmfestigkeitskennwerte von Anhang A, DIN 17177.

(4) Bei Rohren nach Abschnitt 2.1.3 und 2.2.2 die im Gutachten des Sachverständigen festgelegten Werte.

6.2 Die in den erwähnten Normen für 20 °C angegebenen Festigkeitskennwerte gelten bis 50 °C, die für 100 °C angegebenen Werte bis 120 °C. In den übrigen Bereichen ist zwischen den angegebenen Werten linear zu interpolieren (z.B. für 180°C zwischen 100 °C und 200 °C), wobei eine Aufrundung nicht zulässig ist.

Für Werkstoffe mit Einzelgutachten nach Abschnitt 2.1.3 bzw. Abschnitt 2.2.2 gilt die lnterpolationsregel nur bei hinreichend engem Abstand 4) der Stützstellen.

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Fußnoten

1) Es wird geprüft, auf Charpy-V-Proben überzugehen; dazu hat der DDa vergleichende Untersuchungen vereinbart.

2) Ausgabe 10.80

3) Sicherheitsbeiwerte s. TRD 300

4) Inder Regel wird hierunter ein Temperaturabstand vo 50 K im Bereich der Warmstreckgrenze und von 10 K im Bereich der Zeitstandfestigkeit verstanden  

5) Die Forderung gilt auch als erfüllt, wenn die Rohre Stoß an Stoß geprüft werden.