Stahlrohr und Herstellungsprozesse

Einführung

Das Aufkommen der Walzwerkstechnik und ihre Weiterentwicklung in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts läuteten auch die industrielle Herstellung von Rohren ein. Zunächst wurden gewalzte Blechstreifen durch Trichteranordnungen oder Walzen zu einem kreisförmigen Querschnitt geformt und dann in der gleichen Hitze stumpf oder überlappend verschweißt (Schmiedeschweißverfahren).

Gegen Ende des Jahrhunderts standen verschiedene Verfahren für die Herstellung nahtloser Rohre zur Verfügung, wobei die Produktionsmengen in relativ kurzer Zeit rasch anstiegen. Trotz der Anwendung anderer Schweißverfahren führte die ständige Weiterentwicklung und Weiterentwicklung der nahtlosen Techniken dazu, dass geschweißte Rohre fast vollständig vom Markt verdrängt wurden, so dass bis zum Zweiten Weltkrieg nahtlose Rohre dominierten.

Die Ergebnisse der schweißtechnischen Forschung führten in der Folgezeit zu einem Aufschwung des geschweißten Rohres, es kam zu einer aufkeimenden Entwicklungsarbeit und einer breiten Verbreitung zahlreicher Rohrschweißverfahren. Derzeit entfallen rund zwei Drittel der weltweiten Stahlrohrproduktion auf Schweißverfahren. Davon entfällt allerdings etwa ein Viertel auf sogenannte Großleitungsrohre in Abmessungsbereichen, die außerhalb der für die Herstellung nahtloser Rohre wirtschaftlich sinnvollen Größen liegen.

Der deutsche Kommentar ist brillant...hoffentlich verstehen Sie, was der Sprecher sagt und zeigt (-:

Nahtlose Rohre und Leitungen

Die wichtigsten Herstellungsverfahren für nahtlose Rohre entstanden gegen Ende des 19. Jahrhunderts. Mit dem Auslaufen von Patent- und Schutzrechten verschwanden die zunächst verfolgten Parallelentwicklungen und ihre einzelnen Entstehungsstadien wurden zu neuen Verfahren zusammengefasst. Der Stand der Technik hat sich heute so weit entwickelt, dass folgenden modernen Hochleistungsverfahren der Vorzug gegeben wird:

Das kontinuierliche Dornwalzverfahren und das Stoßbankverfahren im Größenbereich von ca. 21 bis 178 mm Außendurchmesser.

Die mehrgerüstige Pfropfenmühle (MPM) mit kontrollierter (eingespannter) schwimmender Dornstange und das Pfropfenwalzverfahren im Größenbereich von ca. 140 bis 406 mm Außendurchmesser.

Das Schrägwalz- und Pilgerwalzverfahren im Größenbereich von ca. 250 bis 660 mm Außendurchmesser.

Dornmühlenprozess

Beim Mandrel Mill-Verfahren wird ein massiver Rundling (Billet) verwendet. Es wird in einem Drehherd-Heizofen erhitzt und dann von einem Locher durchstochen. Der durchbohrte Knüppel oder die Hohlschale wird durch ein Dornwalzwerk gewalzt, um den Außendurchmesser und die Wandstärke zu reduzieren, wodurch ein Mutterrohr mit mehreren Längen entsteht. Der Mutterschlauch wird erneut erhitzt und durch den Dehnungsreduzierer weiter auf die angegebenen Abmessungen reduziert. Anschließend wird das Rohr abgekühlt, geschnitten, gerichtet und vor dem Versand einer Endbearbeitung und Inspektion unterzogen.

* Hinweis: Mit einem Sternchen gekennzeichnete Prozesse sind durchgeführte Spezifikationen und/oder Kundenanforderungen

Mannesmann-Steckerwalzverfahren

Beim Plug-Mill-Verfahren wird ein massiver Rundling (Knüppel) verwendet. Es wird im Drehherdheizofen gleichmäßig erhitzt und anschließend von einem Mannesmann-Stecher durchstochen. Der Außendurchmesser und die Wandstärke des durchbohrten Knüppels oder der Hohlschale werden durch Walzen reduziert. Das gewalzte Rohr wird gleichzeitig innen und außen mit einer Aufwickelmaschine brüniert. Das aufgerollte Rohr wird dann mit einem Kalibrierwalzwerk auf die angegebenen Abmessungen kalibriert. Von diesem Schritt an durchläuft das Rohr die Richtmaschine. Mit diesem Vorgang ist die Warmbearbeitung des Rohres abgeschlossen. Nach der Endbearbeitung und Prüfung wird die Röhre (Mutterröhre genannt) zu einem fertigen Produkt.

Geschweißte Rohre und Rohre

Seitdem die Herstellung von Bändern und Platten möglich wurde, wird immer wieder versucht, das Material zu biegen und seine Kanten zu verbinden, um Rohre und Rohre herzustellen. Dies führte zur Entwicklung des ältesten Schweißverfahrens, des Schmiedeschweißens, das eine über 150-jährige Geschichte hat.

Im Jahr 1825 erhielt der britische Eisenwarenhändler James Whitehouse ein Patent für die Herstellung geschweißter Rohre. Der Prozess bestand darin, einzelne Metallplatten über einem Dorn zu schmieden, um ein Rohr mit offener Naht herzustellen. Anschließend wurden die Passkanten der offenen Naht erhitzt und durch mechanisches Zusammenpressen in einer Ziehbank verschweißt.

Die Technologie entwickelte sich so weit, dass Bänder in einem Durchgang in einem Schweißofen geformt und geschweißt werden konnten. Die Entwicklung dieses Stumpfschweißkonzepts gipfelte 1931 im Fretz-Moon-Verfahren, das von J. Moon, einem Amerikaner, und seinem deutschen Kollegen Fretz entwickelt wurde.

Schweißanlagen mit diesem Verfahren werden auch heute noch erfolgreich für die Herstellung von Rohren bis zu einem Außendurchmesser von ca. 1,5 mm eingesetzt. 114 mm. Neben dieser Heißpressschweißtechnik, bei der das Band in einem Ofen auf Schweißtemperatur erhitzt wird, wurden zwischen 1886 und 1890 vom Amerikaner E. Thomson mehrere andere Verfahren entwickelt, die das elektrische Schweißen von Metallen ermöglichten. Grundlage hierfür war die von James P. Joule entdeckte Eigenschaft, dass sich beim Fließen eines elektrischen Stroms durch einen Leiter dieser aufgrund seines elektrischen Widerstands erwärmt.

Im Jahr 1898 erhielt die Standard Tool Company, USA, ein Patent für die Anwendung des elektrischen Widerstandsschweißens bei der Rohr- und Leitungsherstellung. Die Produktion von elektrisch widerstandsgeschweißten Rohren und Leitungen erlebte in den Vereinigten Staaten und viel später in Deutschland einen erheblichen Aufschwung, nachdem kontinuierliche Warmbandwalzwerke zur Produktion des für die Massenproduktion erforderlichen Ausgangsmaterials errichtet wurden. Während des Zweiten Weltkriegs wurde – ebenfalls in den USA – ein Argon-Lichtbogenschweißverfahren erfunden, das das effiziente Schweißen von Magnesium im Flugzeugbau ermöglichte.

Als Folge dieser Entwicklung wurden verschiedene Schutzgasschweißverfahren, vorwiegend für die Herstellung von Edelstahlrohren, entwickelt. Im Anschluss an die tiefgreifenden Entwicklungen, die in den letzten 30 Jahren im Energiesektor stattgefunden haben, und den daraus resultierenden Bau großer Für das Schweißen von Leitungsrohren mit Durchmessern ab ca. 500 mm.

Elektrisches Schweißrohrwerk

Stahlband im Coil, das aus einem Breitband auf die erforderliche Breite geschnitten wurde, wird durch eine Reihe von Formwalzen zu einem Mantel mit mehreren Längen geformt. Die Längskanten werden durch Hochfrequenz-Widerstands-/Induktionsschweißen kontinuierlich verbunden.
Die Schweißnaht der Schale mit mehreren Längen wird dann elektrisch am Kopf bearbeitet, dimensioniert und mit einer fliegenden Trennmaschine auf bestimmte Längen geschnitten. Das geschnittene Rohr wird an beiden Enden begradigt und rechtwinklig.
Auf diese Vorgänge folgt eine Ultraschallprüfung oder eine hydrostatische Prüfung.