Bauteilprüfung Normen als Leitfaden für Prüfumfang und Probennahme

Das Wichtigste auf einen Blick

DIN EN 1090-1 regelt die Konformitätsbewertung tragender Stahlbauteile, DIN EN 1090-2 den Prüfumfang der Ausführung in den Klassen EXC1 bis EXC4.
DIN EN ISO 3834-2 bis -4 staffeln die Qualitätsanforderungen beim Schmelzschweißen, von der Verfahrensprüfung bis zur Schweißaufsicht.
VDI 2230 liefert die Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen, die Reibwertprüfung dazu läuft nach DIN EN ISO 16047.
DGUV-Vorschriften greifen bei Schweißarbeiten und bei der Probenentnahme am Bauteil, das Produktsicherheitsgesetz bei der Bereitstellung des fertigen Produkts.
Prüfumfang, Lose, Probenanzahl und Prüfzeitpunkt stehen in einem Prüfplan, der vor Fertigungsbeginn abgezeichnet vorliegt.

Normen und Regelwerk: Welche Norm welchen Prüfschritt abdeckt

Der Prüfumfang eines Bauteils entsteht aus einer Kette von Regelwerken. Jede Norm deckt einen anderen Schritt ab: Berechnung, Fertigung, zerstörungsfreie Prüfung, Dokumentation und Bereitstellung auf dem Markt. Die Reihenfolge dieser Schritte legt fest, wann welche Probe gezogen wird und wer sie freigibt.

Die folgende Übersicht ordnet die wichtigsten Regelwerke dem jeweiligen Ablaufschritt zu. Sie ersetzt keine Auslegung der Norm im Einzelfall, zeigt aber, an welcher Stelle des Ablaufs welches Dokument greift.

Regelwerk	Gegenstand	Zeitpunkt im Ablauf
DIN EN 1090-1	Konformitätsbewertung, CE-Kennzeichnung tragender Bauteile	nach Fertigung, vor Lieferung
DIN EN 1090-2	Ausführung, Prüfklassen, Umfang der zerstörungsfreien Prüfung	während der Fertigung
DIN EN ISO 3834-2	umfassende Qualitätsanforderungen beim Schmelzschweißen	ab Auftragsklärung
VDI 2230 Blatt 1	Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen	in der Konstruktion
DGUV Vorschrift 1	Grundsätze der Prävention im Betrieb	vor Arbeitsbeginn

DIN EN 1090-2 staffelt den Prüfumfang nach Ausführungsklassen. EXC1 gilt für untergeordnete Bauteile, EXC2 für übliche Tragwerke, EXC3 und EXC4 für hochbeanspruchte oder ermüdungsgefährdete Konstruktionen. Mit jeder Stufe wachsen Prüfumfang, Anforderungen an das Prüfpersonal und Umfang der Dokumentation.

Für Schweißverbindungen nennt die Norm Mindestumfänge der zerstörungsfreien Prüfung. Die Schweißaufsicht übernimmt diese Vorgaben vor Fertigungsbeginn in den Prüfplan und ergänzt sie um Kundenanforderungen aus dem Lastenheft.

DIN EN 1090-1 regelt die Konformitätsbewertung tragender Stahlbauteile. Wer solche Bauteile in Verkehr bringt, erstellt eine Leistungserklärung und bringt die CE-Kennzeichnung an. Grundlage ist die EU-Bauproduktenverordnung, keine nationale Regel.

Flankierend greift das Produktsicherheitsgesetz. Der Text des Produktsicherheitsgesetzes beschreibt die Pflichten des Herstellers, der ein Produkt auf dem Markt bereitstellt.

DIN EN ISO 3834-2 bis -4 regeln die Qualitätssicherung beim Schmelzschweißen. Die umfassende Stufe nach DIN EN ISO 3834-2 verlangt eine Schweißaufsichtsperson, eine Verfahrensprüfung nach DIN EN ISO 15614-1 und Prüfpersonal nach DIN EN ISO 9712.

VDI 2230 Blatt 1 beschreibt die systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen. Die Richtlinie liefert Vorgaben für Vorspannkraft, Anziehmoment und Ausnutzungsgrad der Verbindung. Die zugehörige Reibwertprüfung erfolgt nach DIN EN ISO 16047.

Die Rechenwerte stützen sich auf Reibbeiwerte aus Versuchen. Wer sie ungeprüft übernimmt, riskiert eine Abweichung zwischen Auslegung und Bauteil. Deshalb gehört die Reibwertprüfung in den Prüfplan, auch wenn die Verbindung später nicht zerstörend geprüft wird.

Geprüft wird an der Verbindung selbst. Gemessen werden Vorspannkraft, Anziehmoment und Setzverhalten, meist an einer Baugruppe mit denselben Reibpartnern. Die Ergebnisse fließen in die Montageanweisung ein.

Für die Normungsarbeit an Werkstoffen und Prüfverfahren ist der Normenausschuss Werkstofftechnologie (NWT) beim DIN zuständig. Dort werden die Prüfnormen betreut, auf die sich Prüfpläne beziehen.

Beim Schweißen und bei der Probenentnahme am Bauteil greifen die Vorschriften der gesetzlichen Unfallversicherung. Die Vorschriften, Regeln und Informationen der DGUV sind auf einer gemeinsamen Seite gebündelt.

Wer den Wortlaut einer Norm benötigt, findet beim Beuth Verlag das Angebot zum Kauf von Normen. Wie eine DIN-Norm entsteht und welche Stellung sie hat, beschreibt das DIN in seiner Übersicht zu Normen und Standards.

Prüfumfang festlegen: vom Auftrag bis zum Prüfplan

Der Ablauf beginnt in der Angebotsphase. Innerhalb der ersten fünf Arbeitstage klärt die Arbeitsvorbereitung, welche Ausführungsklasse der Kunde verlangt, welche Normen im Lastenheft stehen und ob eine notifizierte Stelle einzubinden ist.

Nach dem Auftragseingang legt die Konstruktion die Schraubenverbindungen nach VDI 2230 aus und benennt die Werkstoffe. Spätestens zwei Wochen vor dem ersten Schweißnaht liegt der Schweißplan nach DIN EN ISO 15609-1 vor.

Die Prüfplanung folgt vor Fertigungsbeginn. Sie listet je Bauteilgruppe die Prüfmerkmale, die Prüfverfahren, den Umfang, die Probenanzahl und den Zeitpunkt. Die Schweißaufsicht zeichnet den Plan ab, die Qualitätsleitung setzt ihn in Kraft.

Der Umfang selbst ergibt sich aus drei Quellen: Norm, Lastenheft und Risikobetrachtung. Die Norm setzt den Mindestumfang. Das Lastenheft kann höhere Sätze verlangen. Die Risikobetrachtung ergänzt Prüfungen an konstruktiv empfindlichen Stellen.

Während der Fertigung prüft die Werkstatt gegen den Plan. Zerstörungsfreie Prüfungen finden nach dem Abkühlen der Naht statt. Bei hochfesten Baustählen ist vor der Ultraschallprüfung eine Wartezeit von 48 Stunden üblich, damit Wasserstoff entweichen kann.

Zwischenprüfungen greifen vor dem Zusammenbau. Vor dem Schweißen werden Nahtvorbereitung, Spaltmaß und Werkstoffkennzeichnung kontrolliert. Nach dem Schweißen folgt die Sichtprüfung, bevor das Bauteil weiterläuft.

Nach Fertigungsende folgt die Endprüfung. Sie umfasst Maßkontrolle, Sichtprüfung aller Nähte, Auswertung der Proben und Zusammenstellung der Dokumentation. Erst danach wird die Konformitätserklärung ausgestellt.

Jährlich oder bei wesentlichen Änderungen prüft die notifizierte Stelle im Überwachungsaudit, ob der Betrieb die Anforderungen der DIN EN 1090-1 weiter erfüllt. Zwischen den Audits führt der Betrieb eine interne Prüfmittelüberwachung durch.

Verantwortlich für den Prüfplan ist die Schweißaufsicht, verantwortlich für die Freigabe die Qualitätsleitung. Die Werkstatt dokumentiert die Prüfungen, das Labor wertet die Proben aus.

Probennahme: Lose, Probenlage und Zeitpunkt

Vor der ersten Probe steht die Losbildung. Ein Los fasst Bauteile zusammen, die in Werkstoffcharge, Schweißverfahren, Schweißer und Fertigungszeitraum übereinstimmen. Üblich ist ein Los je Schicht und je Werkstoffcharge.

Die Schritte der Probenahme laufen in fester Reihenfolge:

Los bilden und im Schweißnahtverzeichnis festhalten.
Probenart je Prüfziel festlegen: chemische Analyse, Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuch, Härteprüfung.
Entnahmestelle markieren, bei Schweißverbindungen quer zur Naht und mit Kerb in der Wärmeeinflusszone.
Probe trennen und kennzeichnen, ohne das Bauteil durch Wärme zu verändern.
Probe innerhalb von zwei Arbeitstagen ins Labor geben und den Eingang bestätigen lassen.

Für die Entnahme gelten eigene Normen. DIN EN ISO 14284 regelt Entnahme und Vorbereitung von Proben zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Stahl und Eisen. Der Zugversuch folgt DIN EN ISO 6892-1, der Kerbschlagbiegeversuch DIN EN ISO 148-1, die Härteprüfung DIN EN ISO 6507-1.

Entnahmestellen liegen entweder am Bauteil selbst oder an einem Verlängerungsstück. Ein Verlängerungsstück ist günstiger, weil es nicht in die Tragfähigkeit eingreift. Es muss nach demselben Schweißplan und vom selben Schweißer gefertigt werden.

Die Probenanzahl steht in der Norm und im Prüfplan. Bei Schweißverbindungen richtet sie sich nach Ausführungsklasse, Nahtart und Blechdicke. Für ein Los sind häufig ein bis zwei Zugproben und ein bis zwei Kerbschlagbiegesätze vorgesehen.

Zuständig für die Entnahme ist die Qualitätsstelle, nicht die Werkstatt, die das Bauteil gefertigt hat. Diese Trennung verhindert, dass eine Probe an einer günstigen Stelle gezogen wird.

Die Kennzeichnung muss bis zum Prüfbericht eindeutig bleiben. Bewährt hat sich eine Nummer aus Los, Bauteil, Naht und Entnahmerichtung. Bei längeren Transportwegen wird eine Rückstellprobe im Betrieb eingelagert.

Prüfverfahren, Umfangssätze und Qualifikation des Prüfpersonals

Die Verfahren sind in eigenen Normen geregelt. Die Sichtprüfung folgt DIN EN ISO 17637, die Eindringprüfung DIN EN ISO 3452-1, die Magnetpulverprüfung DIN EN ISO 9934-1, die Ultraschallprüfung DIN EN ISO 17640 und die Durchstrahlungsprüfung DIN EN ISO 17636-1. Eine Übersicht der Verfahren für Schweißnähte gibt DIN EN ISO 17635.

Wie viel geprüft wird, hängt von Ausführungsklasse, Prüfklasse und Bauteilgruppe ab. Üblich sind Stichproben zwischen 10 und 100 Prozent der Nahtlänge. Die konkreten Sätze stehen in den Tabellen der DIN EN 1090-2, der Prüfplan übernimmt sie.

Bewertet werden Unregelmäßigkeiten nach DIN EN ISO 5817. Die Norm kennt die Bewertungsgruppen B, C und D. Welche Gruppe gilt, legt das Lastenheft oder die Ausführungsklasse fest.

Prüfen darf nur qualifiziertes Personal. Die Qualifikation richtet sich nach DIN EN ISO 9712 mit den Stufen 1, 2 und 3. Stufe 2 führt Prüfungen eigenständig durch, Stufe 3 gibt Prüfanweisungen frei und bewertet Ergebnisse.

Die Qualifikation hat ein Ablaufdatum. Wer Prüfpersonal einsetzt, kontrolliert die Gültigkeit der Bescheinigungen vor jedem Auftrag und hält die Nachweise in der Personalakte.

Zerstörungsfreie Prüfungen ersetzen keine Werkstoffprüfung. Beide Wege ergänzen sich: Die eine findet Oberflächen- und Volumenfehler, die andere weist Kennwerte nach.

Dokumentation, Formulare und Aufbewahrung

Die Dokumentation beginnt mit dem Schweißplan nach DIN EN ISO 15609-1 und dem Verfahrensprüfbericht nach DIN EN ISO 15614-1. Dazu kommen die Schweißerprüfungsbescheinigungen nach DIN EN ISO 9606-1 und der Nachweis der Schweißaufsicht.

Typische Formulare im Ablauf sind:

Prüfplan mit Prüfmerkmalen und Umfang
Schweißnahtverzeichnis mit Losnummern
Probenahmeprotokoll mit Entnahmestelle
Prüfbericht der zerstörungsfreien Prüfung
Abnahmeprotokoll mit Mängelliste

Werkstoffe werden über Werkszeugnisse nach DIN EN 10204 belegt. Die Werksbescheinigung 2.2 bestätigt die Lieferung ohne Prüfergebnisse des Herstellers. Das Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nennt Prüfergebnisse und wird vom Hersteller ausgestellt.

Jeder Prüfbericht trägt Datum, Prüfmittel, Prüferkennung und Bewertungsgruppe. Fehlt eines dieser Merkmale, ist der Bericht für eine Abnahme angreifbar.

Die Aufbewahrung richtet sich nach Vertrag und Produktvorgaben. Für die technische Dokumentation eines Bauprodukts sind zehn Jahre üblich, vertraglich kann eine längere Frist vereinbart werden.

Vor der Auslieferung stellt der Hersteller die Leistungserklärung aus und bringt die CE-Kennzeichnung an. Beides gehört in das Dokumentationspaket, das der Auftraggeber mit der Lieferung erhält.

Kosten: Beispielrechnung für ein Los

Die Preise hängen von Verfahren, Umfang, Anfahrt und Termin ab. Die folgende Rechnung ist ein Beispiel für ein Los mit 25 Metern Schweißnaht in der Ausführungsklasse EXC3. Alle Beträge sind Nettopreise zuzüglich 19 Prozent Umsatzsteuer.

Prüfleistungen am Bauteil:

Prüfplanung, 2 Stunden zu 85 Euro: 170,00 Euro
Sichtprüfung, 25 Meter zu 3,50 Euro: 87,50 Euro
Magnetpulverprüfung, 25 Meter zu 12,00 Euro: 300,00 Euro
Ultraschallprüfung, 10 Meter zu 22,00 Euro: 220,00 Euro

Laborleistungen und Bericht:

Zwei Zugproben zu 240,00 Euro: 480,00 Euro
Zwei Kerbschlagbiegesätze zu 210,00 Euro: 420,00 Euro
Prüfbericht, 2 Stunden zu 85 Euro: 170,00 Euro

Die Summe liegt bei 1.847,50 Euro netto. Hinzu kommen 351,03 Euro Umsatzsteuer, der Gesamtbetrag beträgt 2.198,53 Euro.

Kommt die Zertifizierung nach DIN EN 1090-1 hinzu, rechnet die notifizierte Stelle für die Erstzertifizierung in der Klasse EXC2 mit 2.500 bis 4.500 Euro netto, für EXC3 mit 3.500 bis 6.500 Euro netto. Das jährliche Überwachungsaudit liegt bei 1.200 bis 2.500 Euro netto.

Reine Stundensätze für zerstörungsfreie Prüfungen liegen je nach Verfahren und Region bei 85 bis 160 Euro netto. Anfahrt und Prüfmittelzuschläge kommen hinzu.

Die Sätze sind Marktwerte, keine verbindliche Preisliste. Vor dem Auftrag sollten Umfang, Losgröße und Zahl der Proben schriftlich fixiert werden, weil jede zusätzliche Probe den Betrag erhöht.

Häufige Fragen

Welche Norm regelt den Prüfumfang bei Schweißnähten?

Den Mindestumfang setzt DIN EN 1090-2 mit den Prüfklassen der jeweiligen Ausführungsklasse. Für die Verfahrensauswahl gilt DIN EN ISO 17635, für die Bewertung der Befunde DIN EN ISO 5817. Der Prüfplan übernimmt die Werte und ergänzt Kundenanforderungen.

Wie viele Proben sind bei der Bauteilprüfung vorgeschrieben?

Das hängt von Ausführungsklasse, Nahtart und Losgröße ab. Für ein Los sind häufig ein bis zwei Zugproben und ein bis zwei Kerbschlagbiegesätze vorgesehen. Die verbindliche Anzahl steht im Prüfplan, der vor Fertigungsbeginn abgezeichnet wird.

Wer darf zerstörungsfreie Prüfungen durchführen?

Nur Personal mit gültiger Qualifikation nach DIN EN ISO 9712, Stufe 1 bis 3. Prüfanweisungen werden von Stufe 3 freigegeben, die Bewertung der Ergebnisse ebenfalls. Die Bescheinigungen haben ein Ablaufdatum und werden vor jedem Auftrag kontrolliert.

Gilt die DIN EN 1090 für jeden Metallbaubetrieb?

Sie gilt für tragende Stahlbauteile, die als Bauprodukt in Verkehr gebracht werden. Betriebe mit untergeordneten Teilen fallen unter EXC1, benötigen aber weiterhin eine Konformitätsbewertung und eine Leistungserklärung für das Produkt.

Was kostet eine Bauteilprüfung mit Dokumentation?

Für ein Los mit 25 Metern Naht sind nach der Beispielrechnung rund 1.850 Euro netto zuzüglich 19 Prozent Umsatzsteuer zu veranschlagen. Hinzu kommen die Gebühren der notifizierten Stelle, falls eine Zertifizierung nach DIN EN 1090-1 erforderlich ist.