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TRD 201 - Schweißen von Bauteilen aus Stahl Fertigung - Prüfung
- Herstellung -
Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)

Ausgabe Juni 1989
(BArbBl. 6/1989 S. 106; 10/1997 S. 85; 6/1998 S. 80.aufgehoben)

Siehe Fn.: *^, **

1 Grundsätze für Schweißarbeiten

1.1 Betriebe, die Schweißarbeiten an Dampfkesseln (auch Ausbesserungsschweißungen) durchführen wollen, müssen dem Sachverständigen nachweisen, daß sie die folgenden Bedingungen erfüllen:

(1) Die Betriebe müssen die schweißtechnischen Anforderungen der DIN EN 729 Teil 3 erfüllen.

(2) Die Betriebe müssen über sachkundiges Schweißaufsichtspersonal und über geeignete Einrichtungen verfügen, um die Schweißarbeiten einwandfrei ausführen zu können. Der Nachweis hierüber ist durch eine Verfahrensprüfung zu erbringen ¹.

(3) Die Betriebe dürfen nur geprüfte Schweißer einsetzen ².

1.2 In den Zeichnungen für geschweißte Bauteile oder in dazugehörigen Unterlagen sind festzulegen:

(1) die vorgesehenen Werkstoffe und Schweißzusätze.

(2) das Schweißverfahren, die Nahtlage und die Nahtform,

(3) die Art der Wärmebehandlung, falls erforderlich,

(4) der zulässige Betriebsüberdruck p₁,

(5) die Berechnungstemperatur ϑ,

(6) die Betriebstemperatur, soweit nach TRD 201 Anlage 3 Abschnitt 1.2 erforderlich,

(7) der Prufüberdruck p',

(8) der der Berechnung zugrunde gelegte Schweißnahtfaktor v_N,

(9) die Art und der Umfang der zerstörungsfreien Prüfung,

(10) die Art und der Umfang der Arbeitsprüfung.

1.3Die vorgesehenen Werkstoffe müssen den Anforderungen der TRD der Reihe 100 entsprechen und schweißgeeignet sein.

1.4 Die Schweißzusätze müssen eine für den Grundwerkstoff, die Betriebstemperatur und die Betriebsbedingungen geeignete Schweißverbindung ermöglichen. Es sind Schweißzusätze zu verwenden, deren Eignung auch unter den Bedingungen der Weiterverarbeitung nachgewiesen ist ³. Bei Verbindungen zwischen verschiedenen Werkstoffen soll der Schweißzusatz nach Möglichkeit auf den niedriger legierten Werkstoff bzw. den mit der geringeren Festigkeit abgestimmt sein.

1.5 Jede Schweißnaht an einem Kesselteil ist so zu kennzeichnen, daß ihre Lage erkennbar bleibt und die Schweißer jederzeit ermittelt werden können. Beides kann entweder durch Stempelung der Naht oder durch Eintragungen in Zeichnungen. Schweißplänen oder sonstigen Aufzeichnungen nachgewiesen werden.

1.6 Die Schweißnähte müssen über, den ganzen Querschnitt einwandfrei durchgeschweißt sein und dürfen keine Risse oder Bindefehler aufweisen. Soweit möglich, müssen sie auf der Wurzelseite ausgearbeitet und gegengeschweißt werden. Abweichungen von Satz 2 sind zulässig, wenn nach Urteil des Sachverständigen die gleiche Sicherheit der Schweißverbindungen gegeben ist.

1.7 Beim Verschweißen von Blechen mit einem Dickenunterschied von mehr als 20 % oder mehr als 3 mm ist das dickere Blech unter einem Winkel von höchstens 30 auf die Dicke des dünneren Bleches abzuschrägen.

1.8Bei mehrschüssigen Mänteln sind die Längsnähte gegeneinander zu versetzen.

1.9 Kehlnähte an überlappten Stößen sind nur in Ausnahmefällen zulässig und dann nur als doppelseitig geschweißte Rundnähte bis zu einer Wanddicke von 15 mm.

1.10 Eckschweißungen und ähnliche Schweißverbindungen, die bei ungünstigen Herstellungs- oder Betriebsbedingungen erheblichen Biegungsbeanspruchungen unterliegen, sind nur zulässig. wenn der Sachverständige gegen die Ausführungsart keinen Einwand erhebt.

1.11 Bohrungen und Ausschnitte in oder dicht neben Schweißnähten. insbesondere Längsnähten. sind möglichst zu vermeiden. (Siehe hierzu TRD 301 Abschnitt 3.6).

1.12 Schweißen von Bauteilen in kaltumgeformten Bereichen, bei denen die Reckung der äußeren Faser 5 % überschritten hat, (bei zylindrischen Schüssen D_m,< 20 ⋅ s) ist nur zulässig, wenn der Einfluß der Kaltumformung durch eine geeignete Wärmebehandlung beseitigt wurde.

Hierfür ist im allgemeinen Normalglühen oder Vergüten erforderlich. Hiervon kann abgewichen werden, wenn der Nachweis erbracht wird, daß die Werkstoffeigenschaften im Hinblick auf die Verwendung nicht mehr als unerheblich beeinträchtigt werden.

2 Wärmebehandlung nach dem Schweißen

2.1 Geschweißte Bauteile müssen nach dem Schweißen entsprechend den Festlegungen in den DIN-Normen oder im Gutachten des Sachverständigen wärmebehandelt werden.

2.1.1 Im allgemeinen besteht die Wärmebehandlung nach dem Schweißen aus einem Spannungsarmglühen.

2.1.2 Bauteile aus normalgeglühten Stahlsorten sind normalzuglühen, wenn

• die geforderten Eigenschaften der Schweißverbindung nur durch normalisierendes Glühen erreicht werden können oder
• das Bauteil nach dem Schweißen einer Warmumformung unterzogen wurde, es sei denn, daß die Warmumformung innerhalb eines dem Normalglühen entsprechenden Temperaturbereiches beendet wurde.

2.1.3 Bauteile aus vergüteten Stahlsorten sind zu vergüten, wenn

• die geforderten Eigenschaften der Schweißverbindungen nur durch Vergüten erreicht werden können oder
• das Bauteil nach dem Schweißen einer Warmumformung unterzogen wurde. Wenn bei luftvergüteten Stahlsorten die Warmumformung für das Bauteil im ganzen unter den Bedingungen für das Normalglühen durchgeführt wurde, genügt ein Anlassen.

2.1.4 In der Regel ist bei derartigen Schweißverbindungen ein Vorwärmen und eine Vergütungsbehandlung oder eine Anlaßbehandlung nach den Angaben der Werkstoff- oder Zusatzwerkstoff-Hersteller erforderlich. Eine besondere Wärmebehandlung ist festzulegen. wenn der Werkstoff oder das Schweißgut beim Schweißen z.B. eine unzulässige Härte annimmt.

Bei hochlegierten Stählen mit ferritischem oder austenitischem Gefügecharakter ist über die Notwendigkeit und die Art einer Wärmebehandlung gesondert zu entscheiden.

2.2 Von einer Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann abgesehen werden, wenn die nachstehenden Festlegungen zutreffen.

(1) Die Werkstoffe müssen sich vor dem Schweißen in dem in den Normen oder im Gutachten des Sachverständigen vorgesehenen Wärmebehandlungszustand befinden. Diese Bedingung gilt auch als erfüllt, wenn der erforderliche Wärmebehandlungszustand erst während des weiteren Fertigungsganges erreicht wird.

(2) Die Nennwanddicke darf an den Nahtstößen höchstens 30 mm betragen.

(3) Grundwerkstoff (Schmelzenanalyse) und Schweißgut dürfen in ihrer chemischen Zusammensetzung die folgenden Gehalte nicht überschreiten:

C 0,22 %, Si 0,50 %, Mn 1,40 %, Cr 0,30 %, Cu 0,30%. Mo 0,50%, Ni 0,30 %, V 0,20 %, wobei außerdem folgende Bedingungen zu erfüllen sind:

Cr + Ni< 0,30 % und Mn + Mo + V< 1,6 %.

Abweichungen hiervon sind zulässig für Stähle, die durch besondere metallurgische Maßnahmen sprödbruchunempfindlich und härtungsunempfindlich sind. Ihre Eignung und Güteeigenschaften sind nach ausreichender Bewährung durch Gutachten des Sachverständigen nachzuweisen. Die Stähle müssen bezüglich Sprödbruchunempfindlichkeit, Härtungsunempfindlichkeit und Schweißeignung den Stählen entsprechen, die innerhalb der vorstehenden Analysengrenzen liegen. Im Schweißgut, dürfen bei einem C-Gehalt< 0,10% der Si-Gehalt < 0,75 %, der Mn-Gehalt< 2,0% und die Summe der Gehalte an Mn, Mo und V< 2,5 % betragen. wenn Schweißzusätze verwendet werden, die ein Schweißgut mit besonders hoher Zähigkeit ergeben 4).

2.3 Bei im Rauchgasstrom liegenden Stumpfnähten an Rohren aus der Stahlsorte 13 CrMo 44 kann ohne untere Begrenzung der mittleren Wandtemperatur, bei der Stahlsorte 10 CrMo 9 10 oberhalb einer mittleren Wandtemperatur von etwa 490 °C von einer Wärmebehandlung nach dem Schweißen abgesehen werden, wenn der äußere Rohrdurchmesser nicht größer als 63,5 mm und die Wanddicke nicht größer als 10 mm sind. Dies gilt einschließlich der Stumpfnähte zwischen diesen Rohren und Rohrnippeln, auch wenn sie nicht im Rauchgasstrom liegen.

2.4 Die Bauteile sind in der Regel einer Wärmebehandlung im ganzen zu unterziehen. Beim Spannungsarmglühen und beim Anlaßglühen kann von Satz 1 abgewichen werden, wenn

• bei zylindrischen Bauteilen ein ausreichend breiter zylindrischer Abschnitt oder
• bei Längsnähten offener Schüsse ohne Rundnaht die Nahtzone in ausreichender Breite

durch gleichmäßige. möglichst beidseitige Erwärmung (nicht schrittweise) geglüht wird und sofern der Sachverständige dagegen keinen Einwand hat. In beiden Fällen dürfen sich Wärmespannungen nicht in biegungsbeanspruchte Teile (z.B. Krempen oder Ausschnitte) verlagern.

2.5 Das Ein- und Anschweißen von kleinen Teilen an Dampfkesselwandungen ist in der Regel vor der Wärmebehandlung durchzuführen. Insbesondere gilt dies, wenn

• die Nennwanddicke des Grundkörpers über 30 mm liegt (siehe Abschnitt 2.2 (2) (Ausnahme)).
• die Gehalte nach Abschnitt 2.2 (3) überschritten werden oder
• in Verbindung mit den Schweißarbeiten eine Kaltumformung stattfindet.

Beim Einschweißen einzelner kleiner Teile kann von einer Wärmebehandlung abgesehen werden, wenn die Eigenschaften der zu verbindenden Werkstoffe und das Schweißverfahren eine einwandfreie, auf die Betriebsbedingungen und die Betriebstemperatur abgestimmte Schweißverbindung ermöglichen.

2.6 Die Wärmebehandlung nach Abschnitt 2.1 ist durch eine Werksbescheinigung nach DIN 50049 mit Angabe der Art der Wärmebehandlung. der Glühtemperatur und Glühdauer sowie der Art der Abkühlung nachzuweisen. Eine besondere Wärmebehandlung, z.B. Zwischenabkühlen nach dem Schweißen vor der Anlaßbehandlung. muß aus der Werksbescheinigung ersichtlich sein.

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