Edelstahl Tragende Rolle im Tunnelbau

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Warenzeichenverband Edelstahl Rostfrei e.V.

FAULHABER Austria GmbH

Fastems Systems GmbH

KEBA Industrial Automation GmbH

Straßen- und Bahntunnel ermöglichen neben einer effizienteren Streckenführung auch höheren Lärmschutz und geringere Umweltbelastungen. Eine Vielzahl zentraler Komponenten von Tunnelbauten wird aus besonders korrosionsbeständigem Edelstahl Rostfrei gefertigt.

Chloride aus Taumitteln und Schwefeldioxide aus Autoabgasen setzen Straßentunnel hoher korrosiver Belastung aus. Bahntunnel müssen korrosiven Stäuben aus dem Abrieb von Stahlrädern, Schienen und Kupferfahrleitungen sowie extremen Winddruck- und Sogbelastungen standhalten, die Hochgeschwindigkeitszüge bei der Durchfahrt auslösen. Zusammen mit der bauartbedingten anhaltenden Feuchtigkeit und fehlenden natürlichen Reinigung durch Regen führen diese aggressiven Rahmenbedingungen zu hoher Anfälligkeit von Tunnelkomponenten für Spannungsrisskorrosion und Lochkorrosion. Für Stahlbaukonstruktionen gibt es fünf verschiedene Korrosionsbeständigkeitsklassen: CRC I (gering), CRC II (mäßig), CRC III (mittel), CRC IV (stark) und CRC V (sehr stark). Die einschlägigen Regelwerke schreiben vor, welcher Edelstahl wo im Tunnel eingesetzt werden darf. In Straßentunneln sind dies Sorten der Korrosionsbeständigkeitsklassen CRC III und CRC IV, höhere CRC sind laut Norm aber auch zugelassen. Für tragende Bauteile ist die CRC V verbindlich. Je nach Einsatzort der Komponenten – Decke, Wand oder Fahrtrichtung bei getrennten Röhren – ist die Korrosivität der Tunnelatmosphäre unterschiedlich stark ausgeprägt. Besonders hohe Anforderungen werden an die Dauerhaftigkeit von Befestigungen hinsichtlich Personen-, Brand- und Korrosionsschutz gestellt. Erfahrungsgemäß sind spaltbehaftete Konstruktionen in besonderem Maße anfällig für Korrosion.

Be- und Entlüftungssysteme

Gängige Edelstahlsorten im Tunnelbau für untergeordnete Bauteile (ohne Lastabtrag) sind die Werkstoffe 1.4401, 1.4571 und 1.4404 (CRC III) sowie 1.4462 (CRC IV). In einer über sieben Jahre durchgeführten Langzeitstudie (BAM-Forschungsbericht: Forschungsbericht 7604 – Teil 1 „Korrosivität der Atmosphäre in Straßentunneln und Korrosionsbeständigkeit von Standardprüfkörpern aus nichtrostenden Stählen“) auf Initiative des Landesbetriebs Straßenbau Nordrhein-Westfalen (Straßen.NRW) wurden 250 verschiedene Prüfteile aus unterschiedlichen Stahlqualitäten auf ihre Korrosionsbeständigkeit in Tunnelatmosphäre unter Berücksichtigung verschiedener Einflussparameter untersucht. Hierbei erwies sich der nichtrostende austenitisch-ferritische Edelstahl 1.4462 als beständigstes Material. Dieser Duplex Edelstahl verbindet die höhere Festigkeit ferritischer Chromstähle mit der Korrosionsbeständigkeit austenitischer Chromnickelstähle. Seine guten Verschleißeigenschaften in Bezug auf Ermüdung und Erosion sowie die gute Beständigkeit gegen Spannungsriss-, Loch- und interkristalline Korrosion empfehlen ihn für einen breiten Einsatz im Tunnelbau. Das qualifizierte ihn auch für den Einsatz im 492 Meter langen Straßentunnel Menkhauser Berg in Oerlinghausen südöstlich von Bielefeld. Im Zuge der Generalsanierung der gesamten Tunnelbetriebstechnik wurden unter anderem drei Strahlventilatoren und mehr als 2.100 Verbindungsteile wie Schrauben und Muttern aus diesem Werkstoff installiert.