Edelstahl Träger und deren Anwendungsbereiche

PUBLISHED 8 November 2017

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.


Herstellung Edelstahl Träger

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, in Japan die JIS, nur um einige, der am häufigsten verwendeten länderspezifischen Normen, zu nennen.
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 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, hat 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. Diese sind gegliedert in leichte, mittlere und schwere H-Träger. Sie werden HEA, HEB und HEM genannt. H-Träger haben im Vergleich zu den schlankeren I-Trägern ein höheres Flächenträgheitsmoment. Aufgrund der grösseren Flansche, Breiten und Stärken sind sie trotz gleicher Profilhöhe stärker als I-Träger. Sie können so höheren Gewichten und Spannungen widerstehen.
Nicht unerwähnt bleiben sollten länderspezifische Träger wie „British Universal Column” oder „Universal Beam”.

Amerikanische Träger

S-Träger sind die amerikanischen Gegenstücke zu den europäischen IPN-Trägern. Der Edelstahl Träger in S-From hat konisch zulaufende Flansche. Es handelt sich um einen amerikanischen Trägertyp für die Baubranche in korrosivem Umfeld.
W-Träger, auch bekannt als breitflanschige Träger, sind die amerikanischen Gegenstücke zu den europäischen H-Träger. Sie wurden einerseits kreiert, um grossen Belastungen zu widerstehen, andererseits auch für den Einsatz in Bauprojekten, bei denen die 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 Mindestmenge, 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 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 warmgewalzten oder gekanteten Edelstahl U-Profilen durch Verschrauben. 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 bei Edelstahl die Wärmeeinbringung 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 geschweisst. Um den beim Schweissen entstehenden Verzug zu kompensieren, werden üblicherweise die Flansche in die entgegengesetzte Richtung gebogen, so dass die Schweisshitze sie wieder zurückbiegt.

Laser Schweissen von Edelstahl Trägern

Eine weitere Schweissmethode, bei der diese Problematik im kontrollierten Prozess kaum zu verzeichnen ist, ist das Laserschweissen. Das Laserschweissen erlaubt eine uneingeschränkte Fertigung von Edelstahl Trägern in geringen, mittleren oder auch grossen Mengen. Ebenso wie beim Strangpressen und beim konventionellen Schweissen sind auch bei diesem Verfahren keine Mindestmengen zu beachten; bereits die Fertigung eines einzelnen Trägers in kundenspezifischer Länge ist möglich.
Beim Laserschweissen werden Steg und Flansch ohne Schweisszusatz verschmolzen. Der Verzug ist deutlich verringert, da die Wärmeeinbringung auf eine geringe Fläche – dem sogenannte „Plasma Pool“ – begrenzt ist. Da Edelstahlbleche das Vormaterial für die Träger bilden, besteht eine grosse Flexibilität in Bezug auf kundenspezifische Längen. Ferner ist die Masshaltigkeit durch dieses Vormaterial erheblich verbessert.

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 oder die kohlenstoffarme Version 1.4307, 1.4401 bzw. 1.4404 und 1.4571.
1.4301/7 wird am meisten für die üblichen korrosiven Umgebungen verwendet, während 1.4404/1.4571 dann eingesetzt wird, wenn ein korrosives oder säurehaltiges Umfeld vorhanden ist, wie am Meer, in stark verschmutztem Ambiente oder in der chemischen Industrie. Für diese Standardwerkstoffe können Träger meist aus Lagerbestand bezogen werden.

Edelstahl Träger in Sondergüten

Für anspruchsvollere Anwendungen, bei denen die Standard-Korrosionsanforderungen oder mechanischen Vorgaben nicht eingehalten werden, können auch Edelstahl Träger in anderen Güten produziert und bezogen werden. Es ist möglich, Träger in speziellen Güten wie zum Beispiel hitzebeständigen, super austenitischen oder Duplex Edelstahl herzustellen. Ebenso sind Träger auch aus ferritischem Edelstahl produzierbar. Eine Fertigung der Träger aus martensitischen Güten ist nicht möglich. Wenn die Fertigungsmethode Schweissen ist – sowohl WIG und 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 geringer Teil frei ist, und somit nur der offene Teil korrosionsbeständig sein muss. Mittels Schweissen ist es auch möglich, Träger mit unterschiedlichen Stärken bei Steg und Flanschen zu fertigen.

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, pharmazeutische, medizinische, Lebensmittel- und Getränke- sowie Offshore-Industrie – nutzen Edelstahl. Ein weiterer Einsatz ist der Edelstahlrohrleitungsbau.
Rohrleitungen, die unterschiedlichste Flüssigkeiten und Gase befördern, benötigen meist Gestelle oder Stützen, die ebenfalls aus Edelstahl gefertigt werden. Edelstahl Träger können sterilisiert und desinfiziert werden, so dass sie ideal für die Pharma- und Lebensmittelindustrie eingesetzt werden können, wo diverse Fördergüter verwendet werden.
Eine weitere typische Anwendung für Edelstahl Träger ist bei bedeutenden Bauwerken der Architektur gegeben. Immer mehr werden Edelstahl Träger auch in der Möbelindustrie eingesetzt. Es gibt drei wichtige Gründe dafür: lange Lebensdauer, ästhetisches Erscheinungsbild dank vieler zur Verfügung stehenden Oberflächenausführungen und minimaler Pflege. Baustahl muss zum Beispiel lackiert oder beschichtet werden, während Edelstahl sich selber schützt.

Edelstahl Konstruktionen und Bedachungen

Edelstahl kam erstmals während der Art Deco Periode zum Einsatz. Beispielsweise wurde am oberen Teil des Chrysler Buildings in New York Edelstahl eingesetzt.
Edelstahl wird vermehrt in hochwertigen und prestigeträchtigen, zeitgenössischen Bauprojekten verwendet. So zum Beispiel bei der Helix-Brücke in Singapur und dem Neuen Zollhof in der deutschen Stadt Düsseldorf. Dort wurden Bauprofile und Metallbleche für eine dekorative Hülle der Gebäudefassade verwendet.
Meist werden auch Vordächer aus Edelstahl Profilen konstruiert. Diese werden oftmals mit Edelstahl Trägern oder T-Profilen gebaut. In zunehmendem Masse werden diese Objekte von Architekten mit scharfkantigen Edelstahlrechteckrohren oder Spezialprofilen geplant, wie zum Beispiel der Eingang des Bahnhofs Paddington Station in London.
Weltweit werden Edelstahl Profile im Inneren von Gebäuden eingesetzt, oftmals als Pfosten und Riegel in Stahl-Glas-Fassaden. Die Profile tragen die Last großer Fensterfronten und werden zum Blickfang in Eingangsbereichen oder der Empfangshallen. Ein Edelstahl Pfosten erlaubt im Vergleich zu konventionellen Aluminiumprofilen weitaus grössere Höhen und weitere Breiten.

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 sind die Korrosionsbeständigkeit sowie die Fähigkeit gut 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 Wiedervergasungsanlagen. Edelstahl Träger dehnen sich durch Wärme im Vergleich zu Aluminium wesentlich weniger aus. Folglich ist Ihr Gebrauch im Fassadenbau geeignet, da keine Dehnfugen benötigt werden.
Darüber hinaus werden die Chemie-, Öl- und Gasindustrie in schwierigen Umgebungen betrieben, wo extreme Hitze und toxische Substanzen zum Einsatz kommen. Spezielle Güten wurden entwickelt, um in solchen anspruchsvollen Industrien zu bestehen. Edelstähle sind durch grössere Korrosionsbeständigkeit in einer weiteren Temperaturspanne charakterisiert. Höherlegierte Edelstähle sind essentiell beim Bau von Lagertanks, Ventilen, Rohren, Rohrgerüsten und anderen Komponenten.

Anwendungen mit Edelstahl Trägern

Tank- und Behälterbau

Ein bekannter Einsatz für Duplex Edelstahl ist der Tank- und Behälterbau. Die verschiedenen zweiphasigen Duplex Stähle – von Lean Duplex, über den klassischen Duplex bis hin zu Super Duplex – kommen oft aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer sehr grossen Korrosionsbeständigkeit zum Einsatz.
Duplex Edelstahl kann in Form grossformatiger Bleche hergestellt werden, um Schweissverbindungen zu minimieren und die Standsicherheit zu erhöhen. Seine erhöhte Festigkeit führt zu einer Reduzierung für zusätzliche konstruktive Sicherung und Unterbauten, was einen positiven Effekt auf die Konstruktionskosten hat. 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 Ölplattformen und Bohrinseln. Vor allem deswegen, weil Salzwasser und besonders Rohöl extrem korrosiv sind. Moderne Offshore Plattformen sind mittels hochlegierter Edelstähle konstruiert, 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 hochkorrosive Gegebenheiten widerstehen.
Träger aus speziellen Edelstählen, wie zum Beispiel 1.4912 (347H), garantieren Korrosionsbeständigkeit in Tanks mit flüssigem Salz, welche in Solaranlagen verwendet werden. Sie sind geeignet, den extremen Bedingungen zu widerstehen, so auch den extremen Temperaturschwankungen in Wüstenregionen.

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