Kurzantwort
Quick Answer
BS 7668:1994 spezifiziert die Güte WR 355 — die einzige Güte der Norm — einen schweißgeeigneten Wetterschutzstahl für warmgefertigte Stahlhohlprofile. WR 355 verwendet eine Kupfer-Chrom-Nickel-Legierungszusatz, um eine stabile, haftfeste Patina zu bilden, die die weitere atmosphärische Korrosion erheblich verlangsamt und in vielen exponierten Anwendungen den Bedarf an Schutzbeschichtungen entfallen lässt. Die Streckgrenze beträgt mindestens 355 MPa bei t ≤ 16 mm.
BS 7668:1994 ist die BSI-Norm für schweißgeeigneten Baustahl in Form von warmgefertigten Hohlprofilen mit verbesserter atmosphärischer Korrosionsbeständigkeit — umgangssprachlich als wetterfester Stahl bekannt. Die Norm spezifiziert eine einzige Güte, WR 355, die einer Streckgrenzenklasse von 355 MPa mit einer definierten Chemie aus Kupfer-, Chrom- und Nickelzusätzen entspricht, die die Bildung einer fest haftenden, selbstdichtenden Rostpatina auf der exponierten Oberfläche fördern.
BS 7668 ist das Hohlprofil-Gegenstück zu EN 10025-5 (das wetterfeste Flach- und Langprodukte abdeckt). Es verweist auf EN 10210-1 für die allgemeinen Lieferbedingungen warmgefertigter Hohlprofile. Die Norm wird von BSI gepflegt und bleibt die britische Referenz für Architekten und Tragwerksplaner, die exponierte wetterfeste Stahlrohre und -profile spezifizieren.
Anwendungsbereich und Geltungsbereich
BS 7668 gilt für:
- Warmgefertigte Stahlhohlprofile: Kreisquerschnitte (CHS), Rechteckquerschnitte (RHS) und Quadratquerschnitte (SHS)
- Ausschließlich Güte WR 355
- Profile für den Einsatz in exponierten Umgebungen, in denen sich die Patina bilden und stabilisieren kann, ohne regelmäßige Benetzung oder Einbettung
Die Norm gilt nicht für:
- Kaltgefertigte Hohlprofile (kein wetterfester Stahl-Äquivalent in britischen/europäischen kaltgefertigten Normen)
- Hohlprofile, die unterirdisch, dauerhaft untergetaucht oder in geschlossenen, nicht belüfteten Umgebungen eingesetzt werden (keine Patinabildung möglich; kein Korrosionsschutznutzen)
- Wetterfeste Stahl-Flachprodukte (geregelt in EN 10025-5, Güten S235W, S355W, S355WP, S355WD)
Güteübersicht
BS 7668 definiert eine einzige Güte:
| Gütebezeichnung | Typ | Streckgrenzenklasse | Korrosionsbeständigkeit |
|---|---|---|---|
| WR 355 | Wetterfestes Bauhohlprofil | 355 MPa | Verbesserte atmosphärische Korrosionsbeständigkeit (EACR) |
Das Präfix „WR" steht für Witter-Resistant (witterungsbeständig). Die „355" ist die Nennstreckgrenze in MPa bei t ≤ 16 mm, konsistent mit S355 im EN 10025-System.
Anforderungen an die chemische Zusammensetzung
Schmelzanalyse-Grenzwerte für Güte WR 355 nach BS 7668:1994. Alle Werte in Gew.-% Maximum, sofern kein Bereich angegeben.
| Element | Grenzwert | Hinweise |
|---|---|---|
| Kohlenstoff (C) | max 0,16 | Steuert Schweißeignung; niedriger C unterstützt CEV-Konformität |
| Mangan (Mn) | 0,50–1,50 | Beitrag zu Festigkeit und Zähigkeit |
| Silizium (Si) | 0,10–0,50 | Desoxidation; unterstützt Patinahaftung |
| Phosphor (P) | max 0,040 | Patinaförderendes Element in geringen Mengen; begrenzt zur Vermeidung von Versprödung |
| Schwefel (S) | max 0,040 | Kontrolliert für Zähigkeit und Schweißeignung |
| Kupfer (Cu) | 0,25–0,55 | Primäres Witterungsschutzelement — elektrochemische Verlangsamung der Eisenauflösung |
| Chrom (Cr) | 0,40–0,80 | Fördert die haftfeste innere Schicht der Patina |
| Nickel (Ni) | 0,12–0,65 | Verfeinert die Patinastruktur, verbessert Tieftemperaturzähigkeit |
| Molybdän (Mo) | max 0,15 | Optional; verbessert Patinastabilität in Industrieatmosphären |
| Vanadium (V) | max 0,10 | Optionale Mikrolegierung zur Festigkeitssteigerung |
| Aluminium (Al) | min 0,015 | Kornfeinung |
Kohlenstoffäquivalent (CEV):
CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 ≤ 0,47 (t ≤ 16 mm)
Der CEV-Grenzwert gewährleistet die Schweißeignung ohne Vorwärmen für die meisten praktischen Profilgrößen und Wanddicken.
Mechanische Eigenschaften
Eigenschaften werden nach Nennwanddicke spezifiziert. Warmgefertigte Hohlprofile nach BS 7668 müssen folgende Mindestwerte erfüllen:
| Eigenschaft | t ≤ 16 mm | 16 < t ≤ 40 mm | 40 < t ≤ 65 mm |
|---|---|---|---|
| ReH — Streckgrenze min (MPa) | 355 | 345 | 335 |
| Rm — Zugfestigkeit (MPa) | 470–630 | 470–630 | 470–630 |
| A — Mindestdehnung % (L₀ = 5,65√S₀) | 22 | 21 | 20 |
| Charpy-Kerbschlagarbeit (−20 °C, längs) | 27 J min (Mittelwert 3 Proben) | 27 J | 27 J |
Charpy-Prüf-Untersorte: WR 355 spezifiziert eine Prüftemperatur von −20 °C, gleichwertig zur J2-Untersorte in der EN 10025-Terminologie. Die Prüfung erfolgt nach EN ISO 148-1 an einem Längsprüfkörper. Der Mindestwert eines Einzelprüfkörpers beträgt 70 % des Mittelwertes.
Anforderungen an die Kerbschlagzähigkeit
Die Charpy-V-Kerbschlagprüfung ist für alle WR 355-Materialien obligatorisch:
| Prüfparameter | Anforderung |
|---|---|
| Prüftemperatur | −20 °C |
| Minimale mittlere aufgenommene Energie | 27 J (3 Proben) |
| Minimale Einzelprobenenergie | 19 J (≥ 70 % des Mindestmittelwerts) |
| Prüfnorm | EN ISO 148-1 |
| Probenorientierung | Längs |
Die Schlagzähigkeitsanforderung ist für alle Wanddicken auf −20 °C festgelegt; es gibt keine JR-Option (Raumtemperatur) innerhalb von BS 7668.
Zusatzprüfungen
Folgende Ergänzungsprüfungen können durch Bestellreferenz auf die zutreffende EN-Norm angefordert werden:
| Prüfung | Norm | Anwendung |
|---|---|---|
| Ultraschallprüfung | EN 10160 | Kritische Tragwerksknoten, dickwandige Profile |
| Maßtoleranzen und Querschnittstoleranzen | EN 10210-2 | Wareneingangsprüfung |
| Z-Güte (Durchdicken-Eigenschaften) | EN 10164 | Schweißverbindungen in Z-Richtung |
| Beschleunigter Witterungstest (Patinaprüfung) | ASTM G101 oder gleichwertig | Korrosionsbeständigkeitsindex-Verifikation für anspruchsvolle Umgebungen |
Korrosionsbeständigkeit und Patinabildung
Der Korrosionsschutzmechanismus von WR 355 unterscheidet sich grundlegend von beschichteten Stählen:
Patinabildungsprozess: Bei erster Exposition rostet WR 355 auf dieselbe Weise wie Kohlenstoffstahl. Im Laufe von 3–5 Jahren mit zyklischer nass-trocken-Exposition fördern die Kupfer-, Chrom- und Nickelzusätze die Bildung einer dichten, fest haftenden inneren Schicht aus Goethit (α-FeOOH) zwischen der Stahloberfläche und der äußeren Rostschicht. Diese innere Schicht wirkt als Diffusionsbarriere und reduziert die Korrosionsrate um den Faktor 3–8 im Vergleich zu normalem Kohlenstoffstahl.
Korrosionsindex (I): ASTM G101 definiert einen Korrosionsindex für Wetterschutzstähle:
I = 26,01(Cu) + 3,88(Ni) + 1,20(Cr) + 1,49(Si) + 17,28(P) − 7,29(Cu)(Ni) − 9,10(Ni)(P) − 33,39(Cu)²
WR 355 erreicht typischerweise I ≥ 6,0, was den Schwellenwert für nützliche Witterungsschutzleistung in den meisten gemäßigten Atmosphären darstellt.
Umgebungen, in denen WR 355 gute Leistung erbringt:
- Ländliche und städtische Atmosphären (ISO 9223 Kategorien C1–C3)
- Industrieatmosphären mit ausreichender nass-trocken-Wechselwirkung
- Küstenlagen mit ausreichend Abstand zur Küste (> 1–2 km von Meeresspritz)
Umgebungen, in denen WR 355 ohne Beschichtung nicht verwendet werden sollte:
- Direkte Meeresgischtzonen (chloridbedingte Korrosion verhindert stabile Patinabildung)
- Dauerhaft nasse oder vergrabene Bedingungen (kein nass-trocken-Wechsel; keine Patinastabilisierung)
- Geschlossene Spalten und wassersammelnde Details (eingeschlossene Feuchtigkeit verursacht fortlaufende Korrosion)
- Chloridreiche Industrieumgebungen (Ammoniak, SO₂ über C4)
Für Hohlprofile im Besonderen ist das Abdichten beider Enden kritisch. Offene Hohlprofile speichern intern Feuchtigkeit und korrodieren von innen; innere Korrosion wird durch den Witterungsschutzmechanismus nicht aufgehalten.
UKCA vs. CE-Kennzeichnung
BS 7668 ist eine BSI-Produktnorm. Hohlprofile nach BS 7668, die Bauprodukte unter der britischen Bauproduktenverordnung (UK CPR) sind, benötigen eine UKCA-Kennzeichnung, wenn sie ab dem 1. Juli 2025 auf dem britischen Markt (Großbritannien) in Verkehr gebracht werden. Das Regime entspricht dem für BS EN 10025-Baustahl beschriebenen. Die britische Leistungserklärung (UK DoP) muss auf BS 7668 verweisen und die von UKAS akkreditierte Stelle nennen, die für die WPK-Zertifizierung (System 2+) zuständig ist.
Normenäquivalente
| BS 7668 | EN 10025-5 | ASTM | JIS / Sonstige |
|---|---|---|---|
| WR 355 (Hohlprofil) | S355W / S355WP (Flach-/Langprodukte) | A588 Güte A (Corten B Äquiv.) | JIS G 3114 SMA400W |
| — | S235W | A242 Typ 1 (Corten A Äquiv.) | — |
| — | S355WD | A588 Güte B | — |
Corten A vs. Corten B: Dies sind Markennamen, keine Normen. „Corten A" entspricht grob ASTM A242 / EN S235W — geringere Festigkeit, höherer P-Gehalt für Patina. „Corten B" entspricht grob ASTM A588 / EN S355W — höhere Festigkeit, niedrigerer P, mit Cr und Ni. WR 355 in BS 7668 entspricht am ehesten der Corten B / A588 / S355W-Familie.
Wesentliche Äquivalenzvorbehalte:
- EN 10025-5 deckt Flach- und Langprodukte ab; BS 7668 ist spezifisch für Hohlprofile. Ein als „S355W" bezeichnetes Hohlprofil wird typischerweise nach EN 10025-5 in Verbindung mit EN 10210-1 gefertigt, nicht nach BS 7668.
- ASTM A588 hat eine Streckgrenze von 345 MPa (50 ksi) gegenüber 355 MPa für WR 355 — ein geringfügiger Unterschied, der in der Bemessung selten von Bedeutung ist.
- Chemische Grenzwerte für P und Cu unterscheiden sich zwischen A588 und WR 355; überprüfen Sie die tatsächliche Zusammensetzung im MTC vor einer Substitution.
MTC-Verifizierungs-Checkliste
Ein konformes Werkszeugnis für BS 7668 WR 355-Material sollte enthalten:
| # | Feld | Was zu prüfen ist |
|---|---|---|
| 1 | Normreferenz | "BS 7668:1994" |
| 2 | Güte | "WR 355" |
| 3 | Profiltyp und Abmessungen | CHS/RHS/SHS mit Nenn-Außendurchmesser/-breite × Wanddicke |
| 4 | Schmelzennummer | Stimmt mit Markierungen an den Profilenden überein |
| 5 | Chemische Analyse | Alle Elemente innerhalb der BS 7668-Grenzwerte; Cu 0,25–0,55 %, Cr 0,40–0,80 %, Ni 0,12–0,65 % |
| 6 | CEV | ≤ 0,47 (t ≤ 16 mm) |
| 7 | Mechanische Eigenschaften | ReH, Rm und A% innerhalb der Anforderungen für die angegebene Wanddicke |
| 8 | Charpy-Ergebnisse | 3-Proben-Ergebnisse bei −20 °C, Mittelwert ≥ 27 J, kein Einzelwert < 19 J |
Häufig gestellte Fragen
Benötigt BS 7668 WR 355 eine Schutzbeschichtung?
In geeigneten Umgebungen (ländlich, städtisch oder leicht industriell mit zyklischem nass-trocken-Wechsel) ist keine Beschichtung erforderlich, sobald sich die Patina stabilisiert hat. Die Patina selbst bildet die langfristige Korrosionsbarriere. Eine anfängliche Verrostungsphase (Erscheinungsbild ähnlich wie ungeschützter Kohlenstoffstahl) von 2–5 Jahren muss jedoch akzeptiert werden. In marinen Spritz- und Nasszonenbereichen, dauerhaft nassen Umgebungen oder Spaltdetails sind Beschichtungen weiterhin erforderlich, da sich die Patina nicht stabilisieren kann.
Ist BS 7668 dasselbe wie Corten-Stahl?
Corten ist ein Markenname (USS Steel / ArcelorMittal) für Wetterschutzstähle. Corten A entspricht grob ASTM A242/EN S235W. Corten B entspricht grob ASTM A588/EN S355W/BS 7668 WR 355. Der Begriff „Corten" wird im Bauwesen häufig verwendet, ist jedoch keine Normbezeichnung — das Werkszeugnis muss auf die tatsächliche Norm (BS 7668, EN 10025-5 oder ASTM A588) für die Spezifikationskonformität verweisen.
Können BS 7668-Hohlprofile ohne Vorwärmen geschweißt werden?
Für Wanddicken bis etwa 25–30 mm kann WR 355 typischerweise ohne Vorwärmen geschweißt werden, vorausgesetzt CEV ≤ 0,47 % und die Fugeneinspannung ist nicht übermäßig. Bei größeren Wanddicken oder unter hoher Einspannung wird ein Vorwärmen von 75–125 °C empfohlen. Schweißzusatzwerkstoffe müssen für die Chemie wetterfester Stähle geeignet sein (kupferhaltig oder speziell für das Schweißen von Wetterschutzstahl vorgesehen), um den Korrosionsschutzmechanismus in der Schweißzone zu erhalten.
Warum müssen Hohlprofile nach BS 7668 an beiden Enden abgedichtet werden?
Die innere Bohrung eines Hohlprofils wird keinem nass-trocken-Wechsel ausgesetzt — Feuchtigkeit kann eindringen, aber nicht effizient abtrocknen. Ohne Zyklenwechsel kann der Witterungsschutzmechanismus intern keine stabile Patina bilden. Nicht abgedichtete Hohlprofile korrodieren von innen mit derselben Rate wie gewöhnlicher Kohlenstoffstahl, oft unbemerkt, bis das Profil erheblichen Wanddickenverlusten erlitten hat. BS 5950-1 und Praxisleitlinien der BCSA empfehlen das Abdichten beider Enden vor dem Einbau, um Feuchtigkeitseintritte zu verhindern.
Wie lange dauert die Patinastabilisierung für WR 355 in britischem Klima?
In einem typischen gemäßigten britischen Klima mit mäßiger Luftverschmutzung (ISO 9223 Kategorie C2–C3) stabilisiert sich die Patina auf WR 355 im Allgemeinen innerhalb von 3–5 Jahren zu einem ästhetisch konsistenten dunkelbraun-violetten Erscheinungsbild. Während der ersten 1–2 Jahre sollten braune Ablaufflecken auf angrenzenden Oberflächen (Beton, Mauerwerk, Pflaster) erwartet und durch ausreichende Entwässerungsabstände und Toleranzflächen berücksichtigt werden.
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