Ein Leitfaden für Bauleiterfehlgeschlagene exotherme Schweißungen— die fünf Prozessursachen, der diagnostische Durchlauf und eine interaktive Schweißfehlerdiagnose, die Sie ausführen können, bevor Sie irgendetwas herausschneiden.

Letzten Monat lagen zwei Querschnitte auf meinem Tisch. Beide stammten aus Erdungsnetzen von 33-kV-Umspannwerken. Beide waren mit derselben 10-fachen Vergrößerung und unter derselben Ringlampe fotografiert worden. Für einen jungen Ingenieur, der den Inbetriebnahmebericht las, sahen sie aus wie dieselbe Schweißnaht. Für einen Einkäufer, der die Prüfprotokolle abzeichnete, sahen sie ebenfalls wie dieselbe Schweißnaht aus. Doch sie waren nicht identisch.

Eine der Proben wies einen Widerstand von 28 Mikroohm auf und bestand die Prüfung auf Anhieb. Die andere Probe wies einen Widerstand von 640 Mikroohm auf und fiel am selben Nachmittag durch. Dieselbe Formfamilie, derselbe Pulverlieferant, dieselbe Zweier-Testmannschaft. Die Schweißnaht sah an beiden Verbindungen sowohl mit bloßem Auge als auch mit einer Wärmebildkamera korrekt aus. Der Unterschied lag in einem 6 Millimeter langen Leiterabschnitt, den die eine Testmannschaft mit einem fusselfreien Isopropylalkohol-Tupfer und die andere mit einem frischen Lederhandschuh abgewischt hatte.

Genau diese Lücke schließt dieser Leitfaden. Denn der exotherme Prozess ist in einer Hinsicht ungewöhnlich präzise – jeder Fehler hinterlässt Spuren im Querschnitt – und in einer anderen ungewöhnlich ungenau – die Oberfläche der Perle sieht fast immer einwandfrei aus, selbst wenn die darunterliegende Spur fatal ist. Die fünf folgenden Ursachen sind die typischen Fehler, die ich immer wieder an meinem Arbeitsplatz feststelle. Ich erkläre sie einem Käufer in der Reihenfolge, in der der Inbetriebnahmebericht fehlerhaft ist.

Ich habe in den letzten drei Jahren etwa 200 solcher Anrufe getätigt. Ich würde es vorziehen, wenn die nächsten 200 gar nicht erst nötig wären. Lesen Sie dies einmal, bevor Sie das nächste Mal einschenken – es ist günstiger als ein erneutes Einschenken, und die Antworten sind dieselben, die ich auch persönlich gebe.

Das Lesen eines Querschnitts ist besser als das Lesen der Perle.

Jeder Inbetriebnahmebericht, der mir vorgelegt wird, berichtet mir dasselbe über die Mängel: die VerbindungsahKorrekt am Gießtag. Sichtprüfung bestanden. Thermografie bestanden. Der Querschnitt bestätigte die Ergebnisse. Genau diese Methodik empfehle ich Ihnen – und darauf basiert das Diagnose-Widget am Ende dieses Artikels.

Ich musste das Mitte 2024 auf die harte Tour lernen. Ein europäisches Energieversorgungsunternehmen schickte uns 23 Lötstellen aus dem Erdungsnetz eines 110-kV-Umspannwerks – alle hatten drei Monate zuvor die Inbetriebnahmeprüfung bestanden, Lötstellenform, Wärmeprüfung und Milliohmwiderstand lagen im Sollbereich. Wir haben sie an einem einzigen Nachmittag geöffnet.17 der 23 Proben wiesen im Querschnitt sichtbare Mikrodefekte auf.Oxidschichtung an 9 Stellen, Lunker an 5 Stellen, Unterfüllung an 3 Stellen. Nichts davon wäre bei einer standardmäßigen Sichtprüfung entdeckt worden. Das Versorgungsunternehmen hatte jahrelang Verbindungen abgenommen, die still und leise versagten – es hatte es nur noch nicht bemerkt.

Beginnen Sie mit der ersten Frage, nicht mit der dritten. Wenn mich ein Handwerker wegen einer „mangelhaften Schweißnaht“ anruft, stelle ich diese Frage als Erstes:Hat die Verbindung jemals einen Widerstandstest bestanden oder ist sie bei der Inbetriebnahme und der ersten Messung durchgefallen?Die Antwort verändert alles, denn eine im Betrieb verschleißende Fuge und eine Fuge, die von Anfang an defekt war, sind zwei völlig unterschiedliche Probleme mit zwei völlig unterschiedlichen Ursachen.

Gemäß der Literatur zum Thema Alterungsmanagement von erdverlegten elektrischen Verbindungen, auf die sich US-amerikanische Energieversorgungsunternehmen beziehen (NUREG-1800, der Bericht über die gewonnenen Erkenntnisse zum generischen AlternDie dokumentierten Abbauprozesse für jede vergrabene Verbindung, die zur Rechtfertigung jahrzehntelanger Pflanzenlebensdauerverlängerungen herangezogen wurden, sind Temperaturwechsel, ohmsche Erwärmung, Vibration und Korrosion – und der Bericht stellt ausdrücklich fest, dass es sich um Mechanismen handelt, die an Grenzflächen wirken.Die exotherme Schweißung hat keine Grenzfläche zur AlterungDa die Leiter und das geschmolzene Kupfer während der Reaktion zu einem durchgehenden Metallstück verschmelzen, liegt der Fehler bei einer fachgerecht ausgeführten exothermen Schweißnaht im Betrieb fast nie im Schweißgut selbst, sondern in einem Leiterabschnitt, der nie vollständig durchgeschweißt wurde, oder in einem durch Temperaturwechsel entstandenen Mikrospalt, der durch eine fehlerhafte Pulvermenge am Gießtag entstanden ist.

Wie ein „Mängel vom Gießtag“ bei einer forensischen Analyse tatsächlich aussieht

Die zweihundert Cebu-Fugen lehrten mich ein Muster, das sich seither bei nahezu jedem Ausfall mehrerer Fugen bestätigt hat. Wenn wir eine defekte Fuge aufschneiden und den Querschnitt polieren, sehen wir eine von fünf wiederkehrenden Mikrostrukturen, und jede lässt sich eindeutig einer der fünf Prozessursachen zuordnen, die im weiteren Verlauf dieses Artikels beschrieben werden:

Sobald Sie diese fünf typischen Fehlerursachen erkennen, gehört das Rätselraten der Fehlersuche der Vergangenheit an. Der Rest dieser Anleitung beschreibt jede Ursache in der Reihenfolge, in der ich sie vor Ort untersuchen würde, und liefert den Verifizierungsschritt, der die Ursache beweist, bevor Sie auch nur eine einzige Verbindung lösen.

Ist Feuchtigkeit die eigentliche Ursache für das Versagen einer Thermitschweißung?

Feuchtigkeit ist die häufigste und am ehesten nachvollziehbare Fehlerursache. Das geschmolzene Kupfer aus der exothermen Reaktion hat eine Temperatur von etwa 1083 °C – dem Schmelzpunkt von Kupfer – und sobald es mit Wasser in Kontakt kommt, verdampft dieses schlagartig und dehnt sich um das etwa 1700-fache seines Volumens aus. Der Dampf dringt durch das noch flüssige Schweißgut, hinterlässt Lunker und die Verbindung ist bereits vor dem Abkühlen beschädigt.OSHA-Standard 29 CFR 1910.252 (Schweißen, Schneiden und Löten – Allgemeine Anforderungen)Dieser einzelne Mechanismus hat mehr Zündverletzungen und Verbrennungen bei der Besatzung verursacht als jeder andere Fehler bei exothermen Prozessen.

Der Grund für das unbemerkte Versagen liegt darin, dass Feuchtigkeit drei versteckte Eintrittspforten hat, von denen nur eine offensichtlich ist. In unserer Überprüfung von 312 Ausfällen zeigten feuchtigkeitsbedingte Fehler ein verräterisches Widerstandsmuster: Die Messwerte bei der Inbetriebnahme lagen zwischen 580 und 940 Mikroohm an identischen Leiterpaaren, die normalerweise 30 bis 50 Mikroohm messen – eine 15- bis 25-fache Abweichung, die zwar einer thermischen Prüfung standhält, aber niemals einem Querschnitt.

• Feuchtes Pulver.Die häufigste Ursache für Massenverluste. Pulver wird aus gutem Grund in versiegelten Dosen transportiert – sobald eine Dose geöffnet ist, ist der Inhalt hygroskopisch und nimmt in Küstenregionen innerhalb weniger Stunden die Luftfeuchtigkeit auf. Eine Kartusche, die „trocken aussieht“, ist nicht trocken.
• Feuchte Leiter.Kupferlitzen und kupferplattierter Stahl speichern Feuchtigkeit in den Zwischenräumen der Litzen. Ein Kabel, das während eines Regenschauers unbedeckt vor Ort gelagert wurde, ist innen feucht, selbst wenn es äußerlich trocken aussieht. Eine mit einem Schweißbrenner getrocknete Oberfläche nimmt in feuchter Luft innerhalb weniger Minuten wieder Feuchtigkeit auf.
• Kaltschimmelkondensation.Eine Graphitform, die bei 18 °C aus einem klimatisierten Lagerraum in einen Morgen mit 32 °C und 85 % Luftfeuchtigkeit gebracht wird, bildet an ihrer Hohlraumwand einen Wasserfilm, bevor der Leiter eingesetzt ist. Beim Gießen wird dieser Film dann zwischen Formwand und flüssigem Metall eingeschlossen.

Die Cebu-Autopsie in drei Zeilen

Die Verbindungen in Cebu schlugen fehl, weil das Pulver auf einem regennassen Dock gelagert war und die Arbeiter die Dosen erst am Morgen des Gießvorgangs öffneten. Sie verwendeten das Pulver trotzdem, da es trocken aussah – und die Unterseite der Raupe wies an jeder fehlgeschlagenen Verbindung genau das typische Muster von Blasen auf, das durch Feuchtigkeit verursachter Dampf hinterlässt. Eine 20-minütige Trockenmittelprüfung an drei Probekartuschen vor dem Gießen hätte die gesamte Charge erfasst, und die Arbeiter hätten gewusst, dass der Rest unter Quarantäne gestellt werden muss.

Ist Ihre Graphitform über ihre zulässige Nutzungsdauer hinaus verschlissen?

Dies ist die Ursache, mit der Lieferanten am schlechtesten umgehen können, da die Fehlerursache für den Käufer unsichtbar ist und die Zykluszahl nur dem Lieferanten bekannt ist.nVent ERICOs Cadweld-ProduktliteraturGraphitformen werden auf etwa 50 bis 100 Nutzungszyklen ausgelegt, und in unserer Produktionslinie bewerten wir unsereThermit-SchweißformenBei 50 bis 100 Zyklen und 80 bis 100 Verbindungen im normalen Feldeinsatz ist der Hohlraum so weit abgenutzt, dass das Abstichloch das flüssige Metall nicht mehr sauber in die Verbindung dosiert.

Das eindeutige Anzeichen für eine verschlissene Gussform ist kein sichtbarer Riss, sondern die Schweißnaht, die ihre kissenförmige Gestalt verliert und sich in der Mitte nach innen wölbt. Eine neue Gussform erzeugt eine Schweißnaht, die sich sanft über den Leiter wölbt, da die Pulverladung den Hohlraum leicht überfüllt und der Überschuss in den Steigrohrbereich einschweißt. Eine verschlissene Gussform ist unterfüllt, da sich der Hohlraum so weit vergrößert hat, dass die gleiche Pulverladung nicht mehr für eine Wölbung ausreicht. Die Monteure gleichen dies durch Nachfüllen von Pulver aus, was den Hohlraum überhitzt und den Verschleiß beschleunigt – ein Teufelskreis, der etwa zwanzig misslungene Gussvorgänge benötigt, um eine Gussform vollständig zu zerstören.

Wie Sie eine Form bewerten, die Sie nicht bei uns gekauft haben

Im Jahr 2023 erbte ein Käufer 47 Gussformen von einem insolventen Lieferanten und beauftragte uns mit deren Bewertung vor dem nächsten Guss. Wir wogen jede Form im Vergleich zu ihrem Nenngewicht und führten bei allen Formen, die mehr als 30 Gramm untergewichtig waren, eine Querschnittsprüfung an fünf Stellen durch.11 der 47 hatten mehr als 50 Gramm abgenommen.– weit über den zulässigen Wartungszeitraum hinaus – und alle elf dieser Gussformen wiesen eine konkave Wulstoberfläche auf, die den Querschnittstest innerhalb von drei Gussvorgängen nicht bestand. Wir ersetzten diese elf Formen, setzten das Zyklusprotokoll zurück, und die Ausfallrate des Käufers bei diesem Projekt sank von etwa einer von fünf Verbindungen auf weniger als eine von 50. Genau dieses Problem verursacht eine nicht protokollierte Gussform.

Wenn Sie Formen von einem anderen Lieferanten übernommen haben, wiegen Sie eine davon gegen eine nachweislich funktionierende Form mit derselben Geometrie. Eine Graphitform verliert durch thermische Erosion und Reinigung etwa 3 bis 8 Gramm pro Zyklus; eine Form, die 50 Gramm unter ihrem Ausgangsgewicht liegt, hat mehr Zyklen durchlaufen, als ihre Nennleistung zulässt. Zweitens: Betrachten Sie die Form der Schweißnaht der letzten fünf Gussvorgänge – wenn eine davon nach innen gewölbt ist, wurde die Form über ihre zulässige Nutzungsdauer hinaus beansprucht.IEEE Std 837-2014Im Rahmen des Qualifizierungsrahmens für permanente Erdungsanschlüsse in Umspannwerken ist die Geometrie des Schweißhohlraums Teil des Qualifizierungsnachweises – daher stellt eine verschlissene Form nicht nur ein Qualitätsrisiko dar, sondern auch ein Konformitätsrisiko gegenüber der Norm, nach der die Verbindung spezifiziert wurde.

Könnte eine zu geringe Pulverladung Ihre Schweißnähte unbemerkt beeinträchtigen?

Pulver wird nicht ohne Grund in standardisierten Patronengrößen angeboten.Da das Verhältnis von Pulvermasse zu Kupfermasse die Variable ist, die darüber entscheidet, ob die Reaktion genügend Wärme erzeugt, um den Leiterquerschnitt vollständig aufzuschmelzen, führt eine Unterdimensionierung der Kartusche zu einer Verbindung, die außen fest ist, aber an der Leitergrenzfläche nicht vollständig verschmolzen ist.Die Lötstelle sieht in Ordnung aus. Der Widerstand zeigt die Wahrheit erst sechs Monate später, wenn sich die Lötstelle unter dem ersten Fehlerstrom erhitzt.

Wir haben dies 2024 in einem Fall in Westafrika genau dokumentiert. Ein Bauunternehmer bestellte 600 exotherme Schweißverbindungen für das Erdungsnetz eines 66-kV-Umspannwerks und akzeptierte ein Angebot für Kassetten der Größe 115, ohne die Leiterkombination zu überprüfen. Tatsächlich handelte es sich um ein 95 mm² / 95 mm² großes Kabelpaar, das Kassetten der Größe 150 erforderte. Der Lieferant lieferte Kassetten der Größe 115. Jede Verbindung ließ sich sauber gießen. Alle Verbindungen bestanden die Inbetriebnahme mit einem scheinbar guten Widerstand von 60 bis 90 Mikroohm. Sechs Monate später wiesen 38 der ersten 200 getesteten Verbindungen unter Last einen Widerstand von über 800 Mikroohm auf. Wir bemerkten die Fehlpaarung der Kassetten erst, als uns der Käufer ein fehlerhaftes Muster schickte und wir es öffneten. Die Schweißnaht war einwandfrei, aber die Kontaktfläche zwischen Leiter und Schweißnaht wies einen durchgehenden Mikrospalt von etwa 0,2 mm Breite auf.Die Perle war richtig, die Kartusche falsch; der Käufer musste die Kosten für Nachgüsse und Garantiebesuche tragen.Es gibt beide Varianten dieses Fehlers – ehrlichen Personalwechsel und unehrlichen Lieferantenwechsel – und beide enden am selben Punkt: einer schönen Perle, einem versteckten Mikrospalt im Leiter und einem Widerstand, der von Jahr zu Jahr steigt.

Sind Abkürzungen bei der Leitervorbereitung die versteckte Ursache für hochohmige Verbindungen?

Ich habe schon erlebt, wie Arbeiter zwanzig Minuten damit verbrachten, den sichtbaren Teil eines Kupferdrahtes zu reinigen und dabei den Abschnitt, der in die Formkavität kommt, ausließen, weil im Datenblatt „bis auf blankes Metall reinigen“ steht, ohne jedoch anzugeben, wie.Da sich die Verbindung an der Leiteroberfläche bildet, die sich zum Zeitpunkt des Gießens innerhalb des Hohlraums befindet, entsteht in einem verunreinigten Bereich unterhalb des Hohlraums eine Verbindung, die außen metallurgisch durchgehend und innen oxidlaminiert ist.

Die häufigste Verunreinigung, die ich bei forensischen Demontagen feststelle, ist nicht Schmutz, sondern der Fingerabdruck. Die Monteure handhaben den Leiterabschnitt, der in die Form kommt, und hinterlassen dabei einen dünnen Hautfettfilm. Das geschmolzene Kupfer kann diesen Film nicht durchdringen und sich nicht mit dem Grundmetall verbinden. Das Ergebnis ist eine Verbindung mit einer durchgehenden Oxidschicht zwischen Schweißgut und Leiter. Genau diese Art von Grenzfläche beschreibt NUREG-1800 als einen Degradationspfad unter thermischer Belastung.

Letztes Jahr leitete ich eine Nachschulung für einen Einkäufer, nachdem bei der Inbetriebnahme seines dritten Umspannwerks in Folge Lötstellen mit einem Widerstand von über 800 Mikroohm festgestellt wurden – jedes Mal dasselbe Merkmal: Oxidschichten parallel zur Leiterachse, von außen nicht sichtbar. Die Mitarbeiter hatten den sichtbaren Teil des Leiters mit behandschuhter Hand gereinigt und ihn dann für die 30 Minuten, die zum Positionieren der Form benötigt wurde, auf eine staubige Kabeltrommel gelegt. Drei Änderungen führten zum Erfolg: eine separate, scharfe Bürste pro Leitermaterial, ein Isopropylalkohol-Tuch auf einem fusselfreien Tuch und die Regel, dass der gereinigte Abschnitt direkt von der Bürste in die Form gegeben werden musste – kein Hautkontakt, kein erneutes Auflegen auf die Trommel. Der Anteil der Lötstellen mit hohem Widerstand sank in den nächsten 200 Gussvorgängen von etwa 12 % auf unter 1 %. Die verbleibenden 1 % ließen sich auf zwei Mitarbeiter zurückführen, die die neue Vorgehensweise noch nicht verinnerlicht hatten.

Ich nenne die Änderungen deshalb so konkret, weil sie alle bereits in der schriftlichen Verfahrensanweisung enthalten waren. Die Verfahrensanweisung wurde bisher ignoriert, da noch nie ein Fehler auf einen Handschuh zurückgeführt worden war und das Datenblatt diesen Zusammenhang nicht explizit herstellte.Da sich die Verbindung an der Leiteroberfläche bildet, die sich zum Zeitpunkt des Gießens im Inneren des Hohlraums befindet, ist die gesamte Reinigungsdisziplin nur für die 30 bis 50 Millimeter relevant, die tatsächlich in den Hohlraum hineinreichen – und genau dort ist es auch am wahrscheinlichsten, dass die Arbeiter einen Arbeitsschritt auslassen.Ein sauberer, 200 mm langer sichtbarer Leiter ist wertlos, wenn die letzten 40 mm im Inneren des Hohlraums in den sechzig Sekunden vor dem Gießen einen Oxidfilm oder einen Fingerabdruck aufgenommen haben.

Verursacht eine falsche Zündzeitpunktverstellung aufgrund von Kaltschimmel Ihre Ausfälle in der Morgenschicht?

Dies ist die Ursache, die niemand schriftlich festhält, da sie eher nach einem Bedienungsfehler als nach einem Prozessfehler klingt. Tatsächlich ist die exotherme Reaktion auf einen bestimmten Temperaturbereich abgestimmt, und eine Form, die zum Zeitpunkt der Zündung unter etwa 25 °C liegt, verhält sich anders als eine vorgewärmte. Das Ausgangspulver entzündet sich, die Reaktionsfront breitet sich durch die Charge aus, doch das geschmolzene Kupfer gibt Wärme schneller an den kalten Graphit ab, als die Reaktion sie wiederherstellen kann, und das Metall erreicht den Leiterhohlraum unterhalb der Schmelztemperatur. Die Perle bildet sich dennoch. Die Verschmelzung ist unvollständig.

Dies ist überwiegend ein Problem der Frühschicht an Standorten in gemäßigten oder kalten Klimazonen und überwiegend ein Problem der Spätschicht an tropischen Standorten, wo die Gussformen zur Konservierung in klimatisierten Lagerräumen vorgekühlt werden. Beide Vorgehensweisen führen zum gleichen Fehlermuster: einer Kaltnaht, an der zwei Metallfronten aufeinandertreffen, aber nicht vollständig verschmolzen sind. Im Querschnitt ist dies als scharfe Diskontinuität in der Kornstruktur parallel zur Hohlraumwand sichtbar. Bei einem Rechenzentrumsprojekt in Singapur im Jahr 2024 lagerte das Team seine Graphitformen zwischen den Gussvorgängen in einem klimatisierten Lagerraum bei 19 °C, um die Graphitoxidation zu verlangsamen. Die Gießstelle selbst wies 31 °C und 78 % Luftfeuchtigkeit auf. Wir maßen die Formoberflächentemperatur beim Zünden an 12 Verbindungen der Frühschicht: 8 von 12 Verbindungen kamen mit einer Temperatur unter 22 °C aus der Lagerung, und 6 dieser 8 Verbindungen wiesen Kaltnahtfehler im Querschnitt auf. Die Lösung bestand in einer einzigen betrieblichen Änderung – der Lagerung über Nacht in einem Schrank bei Raumtemperatur anstatt im klimatisierten Raum – und die Ausfallrate in der Frühschicht sank innerhalb der folgenden Woche auf null. Die Mathematik ist unerbittlich: Jede 5 °C, um die die Form bei der Zündung unter 25 °C liegt, erhöht messbar die Kaltstartrate, und unter 20 °C wird sie zum dominanten Ausfallgrund.

Checkliste für forensische Untersuchungen: Was tun, wenn ein Gelenk bei der Inbetriebnahme versagt?

Wenn mich ein Käufer wegen einer defekten Verbindung anruft, ist die erste Frage, die ich stelle, diejenige, die über den gesamten Ablauf entscheidet:Hat die Verbindung jemals einen Widerstandstest bestanden oder ist sie bei der Inbetriebnahme und der ersten Messung durchgefallen?Die Antwort bestimmt, welche der nächsten fünf Prüfungen ich durchführe und in welcher Reihenfolge. Hier ist die tatsächliche Abfolge, die ich bei einem Telefonat oder einer Videobegehung durchgehe – es handelt sich nicht um eine Standardvorlage, sondern um die Reihenfolge, in der die Beweise üblicherweise auftauchen.

Wenn die Verbindung bei der Inbetriebnahme versagt:Ich beginne mit der Pulvercharge. Etwa vier von zehn Fehlern am Inbetriebnahmetag lassen sich auf Feuchtigkeit zurückführen, die beim Gießen übersehen wurde. Diese Ursache lässt sich am schnellsten bestätigen oder ausschließen: Ein fünfminütiges Telefonat mit dem Bauleiter und ein kurzer Trockenmitteltest an einer Probe zeigen mir, ob die gesamte Charge unter Quarantäne gestellt werden muss. Ist das Pulver unauffällig, überprüfe ich das Formprotokoll und vergleiche das Gewicht der verdächtigen Form mit ihrem Ausgangsgewicht. Sind beide unauffällig, schneide ich eine Verbindungsstelle mit der Bandsäge durch und betrachte den Querschnitt – fünf Minuten Arbeit, die weitere 30 % der verbleibenden vier Ursachen aufklärt. Bei der Untersuchung in Cebu führte uns dieser Weg innerhalb von zwei Stunden, nachdem wir den Käufer per WhatsApp durch die Checkliste geführt hatten, von „200 fehlerhaften Verbindungsstellen“ zu „jede Dose der verdächtigen Lieferung ist feucht“.

Wenn das gemeinsame Fahrzeug die Inbetriebnahme bestanden hat, aber im Betrieb nun versagt:Ich verzichte komplett auf die Pulverprüfung und untersuche direkt den Querschnitt einer entnommenen Probe. Eine Verbindung, die die Inbetriebnahme bestanden hat, weist ihren Fehler fast immer auf der Leiterseite und nicht im Schweißgut selbst auf. Der Querschnitt zeigt mir, ob es sich um einen Fehler bei der Leitervorbereitung (Ursache 4) handelt, der bei der Widerstandsmessung übersehen wurde, oder um einen Formverschleiß (Ursache 2), der dazu geführt hat, dass die Schweißnaht nicht vollständig gefüllt war und sich über Jahre hinweg Bodenpartikel in einem Mikrospalt abgesetzt haben.

Das ist der eigentliche Ablauf. Ich führe nicht bei jedem Fehler alle fünf Prüfungen durch, da in 80 % der Fälle ein oder zwei Prüfungen das Problem lösen – und ein Käufer, der einen fehlgeschlagenen Inbetriebnahmebericht vor sich hat, braucht keine Checkliste, sondern eine klare Vorgehensweise.

Wenn ein Fehler beide Begehungen (Pulver- und Formprüfung, Querschnitt sauber) übersteht, liegt die Ursache mit hoher Wahrscheinlichkeit in der Umgebung – Bodenbeschaffenheit, Streuströme oder galvanische Korrosion an der durch die Schweißnaht entstandenen Grenzfläche – und die Diskussion muss sich vom Prozess auf die Konstruktion verlagern. Dieses Thema verdient einen eigenen Artikel.

Nachgießverfahren: Zurückschneiden, nicht wieder anschweißen

Ist eine Schweißverbindung versagt, besteht die einzig fachgerechte Reparatur darin, die Schweißnaht bis über die Wärmeeinflusszone hinaus zurückzuschneiden und den Leiter komplett neu vorzubereiten. Das Aufgießen von frischem Schweißgut auf eine defekte Verbindung führt nicht zu einer zuverlässigen Verschmelzung des neuen Metalls mit dem alten, da die ursprüngliche Grenzfläche bereits ihre eigene Metallurgie entwickelt hat und eingeschlossene Poren als Keimbildungsstellen für den nächsten Ausfall dienen. Der Rückschnitt sollte auf jeder Seite der ursprünglichen Verbindung mindestens 50 mm sauberen Leiters umfassen, die neue Form sollte innerhalb ihrer Zyklenzahl liegen und das Pulver aus einer frisch geöffneten, geprüften Trockendose stammen.

Die Kostenstruktur ist hier entscheidend, denn die naheliegendste, aber kostengünstigste Vorgehensweise bei einer defekten Verbindung ist, sie so zu belassen und auf Besserung zu hoffen. Ein Nachguss kostet einen halben Arbeitstag, einen neuen Formzyklus und eine neue Pulverkartusche – vergleichsweise geringe Kosten im Budget eines Umspannwerks. Eine defekte, im Betrieb belassene Verbindung verursacht dem Auftragnehmer einen Gewährleistungsanspruch, einen erneuten Inbetriebnahmetermin und den Verlust des Vertrauens des Auftraggebers bei der nächsten Ausschreibung. Bei einem Großnetz kann dies einen teilweisen Netzaustausch und monatelange Verzögerungen bei der Inbetriebnahme bedeuten. Die Kostenrechnung spricht fast immer für den halbtägigen Nachguss, und der zweite Guss bietet sich an, die Form zu verbessern, falls der Fehler auf Verschleiß hindeutet. Wir liefern unsereexotherme SchweißformenMit einem fortlaufend aktualisierten Zyklusprotokoll können Käufer die Historie jeder Form innerhalb eines Projekts nachverfolgen. Dieses Protokoll sollte auch bei jedem Formwechsel zwischen verschiedenen Standorten mitgeführt werden. Eine Form, deren Historie nicht nachvollziehbar ist, ist nicht vertrauenswürdig.

Wie Sie Ihren aktuellen Lieferanten prüfen können, ohne jemanden zu beleidigen.

Die meisten Anrufe zu diesem Thema beginnen nicht mit einem Fehler. Sie beginnen mit einem Einkäufer, der gerade beauftragt wurde, einen neuen Lieferanten zu qualifizieren, oder einem Ingenieur, der einen Prozess übernommen hat, den er nicht selbst entwickelt hat. Sie möchten wissen, welche Fragen sie stellen sollten, bevor es zum nächsten Fehler kommt. Ehrlich gesagt, kann fast jeder Lieferant eine Form liefern, die am Gießtag funktioniert. Die schwierigere Frage ist, ob er dokumentieren kann, warum sein Produkt funktioniert hat, und ob er die Verantwortung übernimmt, wenn es nicht funktioniert.

Bei diesem speziellen Problemfeld trennen drei Fragen einen echten Lieferanten von einem Preisnachlassanbieter, und ich würde jeden Käufer in dieser Reihenfolge durch diese Fragen führen.

1. "Zeigen Sie mir Ihre Vorlage für das Formzyklusprotokoll."Ein Lieferant, der die Zykluszahlen erfasst, weiß, dass Formen verschleißen. Ein Lieferant, der das nicht weiß, riskiert, dass Ihr Problem durch einen einzigen Fehlguss zu seinem wird.
2. „Wie sieht die Rückverfolgbarkeit Ihrer Pulverchargen aus?“Jede Dose sollte eine Chargennummer, ein Herstellungsdatum und einen Versiegelungshinweis tragen. Ein Lieferant, der loses Pulver in unbeschriftete Dosen umfüllt, stellt ein Feuchtigkeitsrisiko in den Dosen dar.
3. „Wie stehen Sie zur Verwendung von unterdimensionierten Patronen?“Die ehrliche Antwort lautet: „Wir lehnen die Bestellung ab, bis Sie den Leiterquerschnitt bestätigt haben.“ Die gefährliche Antwort lautet: „Wir können Ihnen heute eine kleinere Dose liefern.“

Ich habe erlebt, wie jede dieser Fragen mindestens einmal zur Disqualifizierung eines Lieferanten geführt hat. Frage 1 beendete letztes Jahr die Geschäftsbeziehung mit einem Handelsunternehmen – dieses konnte keine Vorlage für ein Zyklusprotokoll erstellen, da es nie eine bei seinem Werk angefordert hatte. Auch die Nachfrage brachte keine Lösung. Frage 2 deckte 2023 einen Umverpackungsbetrieb auf: Ein inländischer Großhändler kaufte loses Pulver kiloweise und füllte es für den Export in ungelabelte Mini-Dosen ab – ohne Chargennummer und ohne Kennzeichnung als versiegelter Behälter. Wir stornierten unsere Bestellungen noch in derselben Woche. Frage 3 ist diejenige, die ich am härtesten stelle, denn sie prüft, ob dem Lieferanten die Integrität Ihrer Verbindung wichtiger ist als Ihr Beschaffungsplan – und die Antwort verrät Ihnen fast alles, was Sie für die nächsten fünf Jahre der Zusammenarbeit wissen müssen.

Wir haben unsere Exportdokumentation um diese drei Fragen herum aufgebaut, weil unsere eigenen Fehleruntersuchungen immer wieder zu diesen Fragen zurückkehren. Es sind auch die Fragen, die ich mir stellen würde, wenn ich ein Käufer wäre.

Schweißnahtfehlerdiagnose – Wählen Sie das Symptom, das Sie vor Ort beobachten

Bevor Sie auch nur eine einzige Fuge herausschneiden, führen Sie diese Diagnose durch. Wählen Sie das Symptom, das Ihren Beobachtungen vor Ort entspricht – sei es das visuelle, das elektrische oder das zeitliche Muster – und das Tool ordnet es der wahrscheinlichsten der fünf oben genannten Ursachen zu, gibt Ihnen eine Einschätzung der Erfolgswahrscheinlichkeit und listet die sofort zu ergreifenden Maßnahmen vor dem nächsten Betoniervorgang auf. Diesen Entscheidungsbaum erkläre ich auch einem Käufer telefonisch, wenn eine Fehlermeldung eingeht.

Häufig gestellte Fragen zu fehlgeschlagenen exothermen Schweißungen

Jane Yang• Vertriebsleiter, Xinchang Shibang New Material Co., Ltd.
12 Jahre Erfahrung im Blitzschutz und Erdungshandel · 17 Jahre Werksfertigung hinter jeder Empfehlung.
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