Baustelle & Qualität
DVS 2203: Prüfung von Schweißverbindungen, Anforderungen und Dokumentation
Zugversuch, Biegeversuch und Schlagzugversuch dokumentieren, ob die Verbindung hält. So werden Proben entnommen, Ergebnisse abgelesen und diese dokumentiert.
Was DVS 2203 abdeckt
DVS 2203 beschreibt, wie Schweißverbindungen in Thermoplasten durch Zug-, Biege- oder Schlagprüfung bis zum Bruch dokumentiert werden. Die Prüfung erfolgt an Prüfstäben, die aus einer Verbindung herausgeschnitten werden, und das Ergebnis ist ein Nachweis darüber, wie sich genau diese Verbindung bzw. der jeweilige Schweißverlauf verhalten hat. Dies ist die einzige Methode, die zeigt, ob das Material in der Schweißnaht bindet.
Die Normenreihe ist nach Verfahren unterteilt. Teil 1 beschreibt Prüfverfahren und allgemeine Anforderungen, Teil 2 den Zugversuch, Teil 3 den Schlagzugversuch, Teil 4 den Zugversuch bei niedrigen Temperaturen und Teil 5 den technologischen Biegeversuch. Die Anforderungen an den Biegeversuch sind zudem in DVS 2203-1, Beiblatt 3 aufgeführt.
Für Halbzeuge gibt es eine parallele Normenreihe, EN 12814, die Zug-, Biege- und Schälversuche an geschweißten Verbindungen aus thermoplastischen Platten und Rohren abdeckt. Welche Normenreihe gilt, ist im Vertrag oder in der Norm festgelegt, nach der das Projekt ausgeschrieben wurde.
Prüfverfahren und was sie zeigen
Wählen Sie das Verfahren entsprechend der Verbindungsart und dem Ziel des Nachweises. Der Zugversuch gibt Aufschluss über die Festigkeit, der Biegeversuch über die Duktilität und das Vorhandensein spröder Zonen, und der Schlagzugversuch zeigt, ob die Verbindung plötzlichen Belastungen standhält.
| Verfahren | Reference | Was gemessen wird | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| Zugversuch | DVS 2203-2, EN 12814-1 | Bruchspannung in der Schweißnaht im Vergleich zum unbeschädigten Material, Schweißfaktor fz, Bruchbild und Bruchort | Stumpfschweißen und Plattenschweißen von PE und PP |
| Schlagzugversuch | DVS 2203-3, EN 12814-3 | Energieaufnahme bei stoßartiger Belastung | Verbindungen, die Stößen und Schlägen ausgesetzt sind |
| Zugversuch bei niedriger Temperatur | DVS 2203-4 | Bruchverhalten bei Frost | Anlagen, die bei Winterbedingungen geschweißt und betrieben werden |
| Technologischer Biegeversuch | DVS 2203-5, EN 12814-2 | Risse, Poren und Fremdkörper im gebogenen Prüfstab | Laufende Überprüfung von Rohrstumpfschweißungen |
| Schälversuch | ISO 13954 | Bindung zwischen Rohr und Elektromuffe | Elektromuffenschweißen ab ca. Ø90 und aufwärts |
| Makroskopischer Schnitt | EN 12814-5 | Nahtgeometrie, Schweißwulst, Einschmelzung und Fehler im Querschnitt | Fehleranalyse und -dokumentation |
Verfahrenswahl, Anzahl der Proben und Abnahmekriterien werden im Vertrag vereinbart. Die Prüfungen ersetzen nicht die laufende Dokumentation des Schweißablaufs.
Zugversuch und Schweißfaktor
Beim Zugversuch wird ein Prüfstab aus der Verbindung gezogen, bis er bricht. Der Schweißfaktor berechnet sich als Bruchspannung der geschweißten Probe geteilt durch die Bruchspannung einer unbeschädigten Referenzprobe aus demselben Material. Der Faktor drückt somit aus, wie viel Prozent der Materialfestigkeit die Verbindung beibehalten hat.
Das Bruchbild ist mindestens ebenso wichtig wie der Messwert. Brüche in der Schweißnaht, spröde Bruchflächen oder sichtbare Poren zeigen an, dass der Ablauf fehlerhaft war, selbst wenn der Faktor akzeptabel erscheint. Ein Bruch außerhalb der Schweißnaht im unbeschädigten Material ist das angestrebte Ergebnis.
Welcher Faktor gefordert wird, hängt von Material, Verbindungsart und Vertrag ab. Beim Stumpfschweißen von PE-Rohren wird häufig ein Mindestwert von 0,8 gefordert, während andere Aufgabenstellungen eher ein dokumentiertes Bruchbild als einen konkreten Zahlenwert verlangen. Lesen Sie die Anforderungen in dem für den Auftrag geltenden Vertrag oder der Norm nach, bevor die Probe versendet wird.
Biegeversuch in der Praxis
Der technologische Biegeversuch ist die schnelle Prüfung für den täglichen Betrieb. Es wird ein Stab quer zur Schweißnaht herausgeschnitten, dieser um einen Dorn oder in einer Biegervorrichtung gebogen und die Naht auf Risse und Ausfällungen untersucht. Die Prüfung erfordert kein Zugprüfgerät und kann vor Ort durchgeführt werden.
Beim Stumpfschweißen wird der Stab so entnommen, dass die gesamte Schweißnaht in der Mitte des Stabes liegt. Wird der Stab gebogen, öffnet sich eine schwache Naht als Riss, während eine korrekte Verbindung mitbiegt. Poren und Einschlüsse werden auf der Bruchfläche sichtbar und können zur Dokumentation fotografiert werden.
Die Anzahl der Proben wird anhand des Auftragsumfangs und der vertraglichen Anforderungen festgelegt. Bei der Einführung neuer Materialien, neuer Maschinen oder neuer Schweißprogramme wird vor Beginn der Produktion stets eine Probe entnommen.
Probenahme und Prüfhäufigkeit
Die Probe muss aus einer Verbindung entnommen werden, die mit derselben Maschine, demselben Programm und denselben Parametern wie die Produktion ausgeführt wurde. Wird die Probe aus einer speziellen Probeschweißung entnommen, muss diese als Teil der regulären Arbeit und nicht als besonders sorgfältige Schweißung gefahren werden.
Bei längeren Rohrleitungsanlagen ist es üblich, Proben bei der Inbetriebnahme und danach in festen Intervallen oder beim Wechsel von Material, Dimension und Bediener zu entnehmen. Die genaue Häufigkeit ist im Vertrag, im Qualitätsplan des Bauherrn oder in der ausgeschriebenen Norm festgelegt.
Die Proben müssen mit Schweißnummer, Datum, Dimension, Material und Maschinennummer gekennzeichnet werden, damit sie auf die protokollierte Verbindung zurückgeführt werden können. Ohne Rückverfolgbarkeit ist die Probe als Dokumentation wertlos.
Aussagekräftige Dokumentation
Der Prüfbericht muss Prüfverfahren und Norm, Datum, den Namen des Prüfers, Abmessungen und Entnahmepunkte der Probe, das Ergebnis mit Bruchspannung und berechnetem Schweißfaktor, das Bruchbild sowie eine Beurteilung enthalten. Fotografien der Bruchfläche stellen eine starke Dokumentation dar und kosten fast nichts.
Der Bericht wird zusammen mit dem Maschinenprotokoll pro Verbindung, dem Namen des Schweißers und eventuellen Zertifikaten abgelegt. Im Streitfall ist das Gesamtbild ausschlaggebend: ein protokolliertes Verfahren, eine rückverfolgbare Probe und ein Bericht, der zeigt, wie die Probe entnommen und bewertet wurde.
Soll die Prüfung von einem externen Prüflabor durchgeführt werden, ist dies im Voraus mit dem Bauherrn abzustimmen, und die Proben sind unter Angabe von Vorgaben zu Lagerung und Transport einzusenden. Lesen Sie mehr über Tests und Dokumentation unter Tests und Dokumentation.
Fehler, die durch Prüfungen erkannt werden – und solche, die verdeckt bleiben
Die Prüfung deckt kalte Schweißungen, ungenügenden Druck, falsche Temperatur, Verunreinigungen in der Fügefläche und fehlerhafte Umstellzeiten auf. Sie erkennt auch Materialfehler, die sich als Poren oder spröde Zonen auf der Bruchfläche zeigen.
Eine Verbindung, die mit zu hohem Druck geschweißt wurde, aber ansonsten unauffällig erscheint, wird durch die Prüfung nicht erkannt, und sie gibt keinen Aufschluss über die Langzeitbeständigkeit. Die Langzeitbeständigkeit wird durch Druckprüfungen und die Einhaltung der Normparameter nachgewiesen, nicht durch einen einzelnen Zugversuch.
Versetzen Sie die Prüfung daher in eine Prozesskette: korrekte Vorbereitung, protokollierter Ablauf, Sichtprüfung, zerstörende Prüfung und schließlich Druckprüfung. Siehe Vorbereitung von Rohren vor dem Schweißen und Tests und Dokumentation.