Heute nutzen eine Vielzahl von unterschiedlichen Industrien Edelstahl Träger. Ihre Stärken, die Belastbarkeit und die grosse Korrosionsbeständigkeit machen sie ideal für strukturelle Anwendungen in aggressiver und korrosiver Umgebung.
Edelstahl Träger – spezielle Handelsprofile
Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher normierter Abmessungen für Edelstahl Träger, welche weltweit bezogen werden können. Technische Standards definieren die verschiedenen Typen und Grössen von Handelsprofilen in Edelstahl. In Europa sind es die Europäischen Normen (EN), in Amerika die ASTM Standards und in Japan die JIS. Handelsprofile stehen für die grosse Produktfamilie der Edelstahl Profile. Dazu gehören gleich- und ungleichschenklige Winkel, Edelstahl U-Profile, T-Profile und eben auch Edelstahl Träger. Einige dieser Standardprofil-Kategorien haben weitere Untergruppierungen. Dieser Text konzentriert sich jedoch nur auf Edelstahl Träger, die eine wesentliche Produktgruppe von den oben genannten repräsentiert.
Europäische Edelstahl Träger
IPE Edelstahl Träger, auch bekannt als “I”-Profile, sind nach ihrer offensichtlichen Form benannt, dem „I“-Querschnitt. Der I-Träger ist das universelle und am häufigsten verbreitete Profil in der Familie der Edelstahl Träger. Im Allgemeinen hat dieser Träger die doppelte Höhe im Verhältnis zur Breite.
IPN Edelstahl Träger, ein weiteres Mitglied der I-Profile, haben im Vergleich zu den flachen Flanschen im 90 Grad Winkel der IPE-Träger konische oder leicht schräge Flansche. Das Grössenspektrum ist ähnlich wie jenes der IPE-Träger. Die konischen Flansche gestalten einige bauliche Anwendungen benutzerunfreundlich. Beispielsweise werden spezielle Kegelscheiben benötigt, um die Flansche zusammen zu schrauben. Aus diesem Grund gewinnen die IPE-Träger mehr und mehr an Bedeutung. Dies geht zulasten der IPN-Träger.
Es gibt außerdem drei Arten von H Edelstahl Trägern, welche in leichte, mittlere und schwere H-Träger unterteilt werden. Sie werden HEA, HEB und HEM genannt. H-Träger haben im Vergleich zu den schlankeren I-Trägern ein höheres Flächenträgheitsmoment. Aufgrund der grösseren Flanschbreiten und -stärken sind sie trotz gleicher Profilhöhe „stärker“ als I-Träger und können deutlich höheren Lasten und Spannungen widerstehen.
Neben diesen kontinentaleuropäischen Edelstahl Trägertypen gibt es auch länderspezifische Typen wie die British Universal Columns und Universal Beams.
Amerikanische Träger
S-Träger sind die amerikanischen Gegenstücke zu den europäischen IPN-Trägern. Der Edelstahl Träger in S-Form hat konisch zulaufende Flansche. Es handelt sich um einen weit verbreiteten amerikanischen Trägertyp für die Baubranche in korrosivem Umfeld.
W-Träger, auch bekannt als breitflanschige Träger, sind die amerikanischen Gegenstücke zu den europäischen H-Trägern. Sie wurden für grosse Belastungen entwickelt und kommen bei Bauprojekten zum Einsatz, bei denen die strukturellen Eigenschaften der S-Träger nicht die geforderten Voraussetzungen erreichen.
Produktionsmethoden für Edelstahl Träger
Warmwalzen von Edelstahl Trägern
Wie für alle Stahlhandelsprofile, ist auch für Edelstahl Träger die effizienteste Produktionstechnologie das Warmwalzen. Es besteht jedoch eine technische Beschränkung: Das Warmwalzen benötigt relativ grosse Mindestmengen, um eine aufwendige Einrichtung einer Walzstrasse ökonomisch zu rechtfertigen. Heutzutage erfüllt der weltweit benötigte Jahresbedarf für alle Trägertypen und -grössen nicht diese Mindestwalzlose. Aus diesem Grund werden nur einige Varianten der Edelstahl Träger von Walzwerken erzeugt. Die Standardlänge für diese warm gewalzten Profile beträgt sechs Meter (20 Fuss) und davon abweichende kundenspezifische Längen können nicht berücksichtigt werden.
Strangpressen von Edelstahl Trägern
Eine weitere Fertigungstechnologie für Edelstahl Träger ist das Strangpressen. Dieser Prozess bedarf keiner Mindestmengen, auch kleine Lose von wenigen Stangen sind möglich. Träger mit konischen Gurten können einfach stranggepresst werden. Die Kehrseite beim Strangpressen ist die Grössenbegrenzung, die bei einer Höhe von ca. 150 Millimeter mit einer grösseren Toleranzspanne liegt. Bei den kleineren Trägerabmessungen, bei denen standardmässig die Materialstärke bei vier bis sechs Millimeter liegt, benötigen die stranggepressten Träger dickere Stärken. Dies führt zu einem erhöhten Gewicht und einem Übereinstimmungsverlust zu den Standardvorgaben.
Verschrauben von Edelstahl Trägern
Eine weitere Art Edelstahl Träger herzustellen, ist das Zusammenfügen von zwei Edelstahl U-Profilen durch Verschrauben, entweder warmgewalzt oder gekantet. Allerdings hat diese früher übliche Methode heutzutage, aufgrund der verbesserten globalen Verfügbarkeit von Edelstahl Trägern sowie der fehlenden Normierung, stark an Bedeutung verloren. Diese Art der Herstellung ist bei vielen Anwendungen untersagt.
Eine weitverbreitete Technologie für die Herstellung von Trägerprofilen, vermutlich auch die beliebteste, ist das Schweissen. Hierbei existieren verschiedene Schweissverfahren, welche auch unterschiedliche Resultate erbringen.
MAG Schweissen von Edelstahl Trägern
Beim Schweissen wird durch die hohe Schmelztemperatur beträchtliche Hitze in das Schweissgut eingebracht. Im Gegensatz zu Baustahl ist Edelstahl während des
Schweissprozesses deutlich anfälliger für Verzug und Formänderung.
Als Ergebnis können kleinere Edelstahl Träger nicht bedenkenlos mittels konventioneller Schweissmethoden wie WIG/MAG oder Plasma verschweisst werden. Die Hitze deformiert die Edelstahl Träger so stark, dass ein Richten auf normgerechte Toleranzen nahezu unmöglich ist.
Grössere Träger sind normalerweise mittels MAG-Kehlnaht geschweisst. Um den beim Schweissen entstehenden Verzug der Flansche zu kompensieren, werden diese üblicherweise in die entgegengesetzte Richtung vorgebogen, so dass die Schweisshitze sie wieder in eine bündige Position zieht.
Laser Schweissen von Edelstahl Trägern
Eine weitere Schweissmethode, bei der diese Problematik mit dem Richten aufgrund der Wärmeeinbringung kaum auftritt, ist das Laserschweissen.
Die Laserschweisstechnik erlaubt eine uneingeschränkte Fertigung von Edelstahl Trägern in kleinen, mittleren und grossen Abmessungen. Ebenso wie beim konventionellen Schweissen und beim Strangpressen sind auch bei diesem Verfahren keine Mindestmengen zu beachten; bereits die Fertigung eines einzelnen Trägers ist möglich. Beim Laserschweissen werden Steg und Flansch ohne Schweisszusatz verschmolzen. Der Verzug ist deutlich verringert, da die Wärmeeinbringung auf eine geringe Fläche – dem sogenannten „Plasma Pool“ – begrenzt ist. Da Edelstahlbleche das Vormaterial für die Träger bilden, besteht eine grosse Flexibilität in Bezug auf kundenspezifische Längen.
| Produktions-methode | Kosten | Produktivität | Verfügbarkeit | Mindestmenge | Qualität |
|---|---|---|---|---|---|
| Warmwalzen | niedrig | hoch | begrenzt | Ja | gut |
| Strangpressen | mittel | mittel | gut | Nein | gut |
| Verschrauben | niedrig | niedrig | gut | Nein | schlecht |
| MAG Schweissen | mittel | niedrig | gut | Nein | schlecht |
| Laser Schweissen | mittel | mittel | gut | Nein | exzellent |
Die häufigsten Edelstahlgüten für Träger
Trägerprofile sind üblicherweise in folgenden Edelstahlgüten verfügbar: 1.4301 (304) oder die kohlenstoffarme Version 1.4307 (304L), 1.4401 (316) bzw. 1.4404 (316L) und die deutsche Variante 1.4571 (316Ti).
1.4301/7 wird am meisten für die üblichen korrosiven Umgebungen. verwendet, während 1.4404/1.4571 dann eingesetzt wird, wenn eine höhere Korrosionsbeständigkeit oder auch Säurebeständigkeit gefordert ist. Dies ist insbesondere am Meer, in stark verschmutztem Ambiente oder in der chemischen Industrie der Fall. Für diese Standardwerkstoffe können Edelstahl Träger meist aus Lagerbestand bezogen werden.
Edelstahl Träger in Sondergüten
Für anspruchsvollere Anwendungen, bei denen die Standard-Korrosionsanforderungen oder mechanischen Vorgaben nicht ausreichen, können auch Edelstahl Träger in anderen Güten produziert werden. Es ist möglich, Träger in speziellen Güten wie zum Beispiel hitzebeständigen Edelstählen, Duplex Edelstahl und super austenitischen Edelstählen herzustellen. Ebenso sind Träger auch aus bestimmten Güten von ferritischem Edelstahl produzierbar. Eine Fertigung der Träger aus martensitischen Güten ist nicht möglich. Wenn die Fertigungsmethode Schweissen ist – sowohl WIG/MAG als auch Laser – sind auch sogenannte Schwarz-Weiss-Verbindungen möglich. Beispielsweise gibt es Fälle, in denen ein Teil des Trägers in Beton eingebettet und nur ein Flansch frei liegt und somit korrosionsbeständig sein muss. Mittels Schweissen ist es möglich, Träger zu fertigen, bei denen jedes einzelne Bauteil (Steg und jeder Flansch) aus einem unterschiedlichen Werkstoff besteht.
Edelstahl Träger im alltäglichen Leben
Dank seiner Eigenschaften ist Edelstahl meist die erste Wahl bei vielen Anwendungen.
Eine Vielzahl von Industrien – darunter die chemische, petrochemische, Offshore-, pharmazeutische, medizinische, Lebensmittel- und Getränkeindustrie – nutzen Edelstahl. Ein grosser Einsatzbereich ist der Edelstahlrohrleitungsbau für die Beförderung unterschiedlichster Flüssigkeiten und Gase. Diese Rohrleitungen benötigen meist Gestelle oder Stützen, die ebenfalls häufig aus Edelstahl Trägern gefertigt werden.
Edelstahl Träger können sterilisiert und desinfiziert. werden. Dadurch sind sie ein idealer Werkstoff für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie, wo unterschiedlichste Förderanlagen eingesetzt werden.
Eine weitere typische Anwendung für Edelstahl Träger ist in der Architektur. Edelstahl wird zunehmend für Stadtmobiliar und architektonisch sichtbare Edelstahlkonstruktionen (AESS) eingesetzt. Dafür gibt es hauptsächlich drei Gründe: lange Lebensdauer, ein ästhetisches Erscheinungsbild dank verschiedener Oberflächenausführungen und nahezu kein Wartungsaufwand. Baustahl hingegen muss regelmässig lackiert oder beschichtet werden.
Edelstahl Konstruktionen und Bedachungen
Edelstahl kam erstmals während der Art Deco Periode im Bauwesen zum Einsatz. Beispielsweise wurde der obere Teil des Chrysler Buildings mit Edelstahl errichtet.
Edelstahl wird vermehrt in hochwertigen und prestigeträchtigen, zeitgenössischen Bauprojekten verwendet. So zum Beispiel bei der Helix-Brücke in Singapur und dem New Zollhof (Neuer Zollhof) in Düsseldorf, Deutschland. Dort werden Edelstahl Profile für strukturelle Zwecke und Metallbleche für die dekorative Verkleidung der Gebäudefassade eingesetzt.
Vordächer werden ebenfalls häufig aus Edelstahl Profilen konstruiert. Dabei kann es sich um genormte Handelsprofile wie Edelstahl Träger oder T-Profile handeln, zunehmend planen Architekten solche Projekte jedoch mit scharfkantigen Edelstahlrechteckrohren oder anderen Spezialprofilen, wie zum Beispiel beim Cross Rail Access der Londoner Paddington Train Station.
Weltweit werden strukturelle Edelstahl Profile in Gebäuden eingesetzt, meist als Pfosten und Riegel in Stahl-Glas-Fassaden. Dort tragen Edelstahl Träger die Last grosser Glaspaneele und werden zum Blickfang im Haupteingang oder in der Empfangshalle des Gebäudes. Ein Edelstahl Pfosten erlaubt im Vergleich zu konventionellen Aluminiumprofilen deutlich grössere Höhen und weitere Spannweiten.
Edelstahl Träger: Die beste Wahl für jedes Wetter
Edelstahl bietet viele Lösungsmöglichkeiten für jedes Wetter. In Abhängigkeit der Anwendung und der Umgebung bieten Edelstahl Träger im Gegensatz zu anderen Werkstoffen wie Baustahl oder Aluminium viele Vorteile.
Ganz oben auf der Liste stehen die bekannte Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl Trägern sowie ihre Fähigkeit, in heissen, salzigen, feuchten oder verunreinigten Umgebungen zu bestehen. Edelstahl Träger werden auch bei kryogenischen Anwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel bei Flüssig-Erdgas-Anwendungen und deren Wiedervergasungsanlagen. Edelstahl Träger dehnen sich durch Wärme im Vergleich zu Aluminium wesentlich weniger aus. Folglich ist ihr Gebrauch im Fassadenbau geeignet, da keine thermischen Dehnfugen eingeplant werden müssen.
Darüber hinaus arbeiten die Chemie-, Öl- und Gasindustrie in anspruchsvollen Umgebungen mit extremer Hitze und hochgiftigen Substanzen. Spezielle Edelstahlgüten wurden für den Einsatz in diesen Industrien entwickelt. Sie weisen eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit über eine weitere Temperaturspanne auf. Höherlegierte Edelstähle sind essentiell beim Bau von Lagertanks, Ventilen, Rohren, Rohrgerüsten und anderen Komponenten.
Anwendungen mit Edelstahl Trägern
Tank- und Behälterbau
Ein bekannter Einsatz ist der Tank- und Behälterbau. Die verschiedenen Duplex Edelstahl Güten – von Lean Duplex über den klassischen Duplex bis hin zu Super Duplex – kommen oft aufgrund ihrer hohen Festigkeit und hohen Korrosionsbeständigkeit zum Einsatz.
Duplex Edelstahl kann in Form grossformatiger Bleche hergestellt werden, um Schweissverbindungen zu minimieren und die Standsicherheit zu erhöhen. Seine erhöhte Festigkeit reduziert zudem den Bedarf an zusätzlichen konstruktiven Verstärkungen und Fundamenten, was die Konstruktionskosten verringert. In diesen Fällen kann der Behälter ohne Versteifungsträger geplant werden, während die Duplex Edelstahl Träger hauptsächlich für die Behälterkuppel verwendet werden, um den Tank zu schliessen.
Off-Shore-Ölplattformen
Edelstahl ist von grosser Bedeutung für Offshore Plattformen. Vor allem deswegen, weil Salzwasser und besonders Rohöl extrem korrosiv sind und moderne Plattformen aus hochlegierten Edelstählen konstruiert werden, die trotz eines geringen Gewichts sehr widerstandsfähig sind.
Erneuerbare Energien
Technologien für erneuerbare Energien, wie Solar, Geothermik, Wasser- und Windkraft, nutzen auch Edelstahl Komponenten, da sie hochkorrosiven Gegebenheiten widerstehen.
Träger aus speziellen Edelstählen, wie zum Beispiel 1.4912 (347H), garantieren Korrosionsbeständigkeit in Tanks mit heisser Sole, welche in Solaranlagen verwendet werden. Sie sind geeignet, den extremen Bedingungen zu widerstehen, da die Nächte in Wüstenregionen sehr kalt sind.