Die Herstellung von Stahlrohren reicht bis ins frühe 19. Jahrhundert zurück. Anfänglich wurden Rohre in Handarbeit gefertigt – durch Erhitzen, Biegen, Überlappen und Zusammenhämmern der Kanten. Das erste automatisierte Rohrherstellungsverfahren wurde 1812 in England eingeführt. Seitdem wurden die Fertigungsprozesse kontinuierlich verbessert. Einige gängige Rohrherstellungstechniken werden im Folgenden beschrieben.
Überlappschweißen
Die Verwendung des Überlappschweißverfahrens zur Rohrherstellung wurde in den frühen 1920er Jahren eingeführt. Obwohl diese Methode heute nicht mehr angewendet wird, sind einige Rohre, die mit diesem Verfahren hergestellt wurden, noch immer im Einsatz.
Beim Überlappschweißen wird Stahl in einem Ofen erhitzt und anschließend zu einem Zylinder gewalzt. Die Kanten der Stahlplatte werden dann angefast. Dabei werden die Innenkante der Stahlplatte und die abgeschrägte Kante der gegenüberliegenden Plattenseite übereinandergelegt. Die Naht wird anschließend mit einer Schweißkugel verschweißt, und das erhitzte Rohr wird zwischen Walzen hindurchgeführt, die die Naht zusammenpressen und so eine Verbindung herstellen.
Die durch Überlappschweißen erzeugten Schweißnähte sind nicht so zuverlässig wie solche, die mit moderneren Verfahren hergestellt werden. Die American Society of Mechanical Engineers (ASME) hat eine Gleichung zur Berechnung des zulässigen Betriebsdrucks von Rohrleitungen entwickelt, die auf dem Herstellungsverfahren basiert. Diese Gleichung enthält eine Variable, den sogenannten „Verbindungsfaktor“, der von der Art der Schweißnaht abhängt. Nahtlose Rohre haben einen Verbindungsfaktor von 1,0, überlappgeschweißte Rohre einen von 0,6.
Elektrisch widerstandsgeschweißtes Rohr
Elektrisch widerstandsgeschweißte (ERW) Rohre werden hergestellt, indem ein Stahlblech kalt zu einer zylindrischen Form umgeformt wird. Anschließend wird Strom zwischen den beiden Kanten des Stahls geleitet, um ihn so weit zu erhitzen, dass die Kanten ohne Zusatzwerkstoff miteinander verschweißt werden. Ursprünglich wurde für dieses Herstellungsverfahren niederfrequenter Wechselstrom zum Erhitzen der Kanten verwendet. Dieses Niederfrequenzverfahren kam von den 1920er Jahren bis 1970 zum Einsatz. 1970 wurde es durch das Hochfrequenz-ERW-Verfahren abgelöst, das eine höhere Schweißnahtqualität ermöglichte.
Im Laufe der Zeit stellte sich heraus, dass die Schweißnähte von Niederfrequenz-ERW-Rohren anfällig für selektive Nahtkorrosion, Hakenrisse und unzureichende Nahthaftung sind. Daher wird das Niederfrequenz-ERW-Verfahren nicht mehr zur Rohrherstellung eingesetzt. Das Hochfrequenzverfahren wird weiterhin zur Herstellung von Rohren für den Neubau von Pipelines verwendet.
Elektrisch abgeschweißtes Rohr
Elektrisch abgebrannte Rohre wurden ab 1927 hergestellt. Beim Abbrennschweißen wurde ein Stahlblech zu einer zylindrischen Form gebracht. Die Kanten wurden bis zum Halbschmelzen erhitzt und dann zusammengepresst, bis flüssiger Stahl aus der Verbindung austrat und eine Schweißnaht bildete. Ähnlich wie bei ERW-Rohren (Erdmagnetisch Geschweißt) mit niedriger Frequenz sind die Schweißnähte abgebrannter Rohre anfällig für Korrosion und Hakenrisse, jedoch in geringerem Maße als bei ERW-Rohren. Diese Rohrart ist außerdem anfällig für Ausfälle durch harte Stellen im Stahlblech. Da der Großteil der abgebrannten Rohre von einem einzigen Hersteller produziert wurde, wird angenommen, dass diese harten Stellen durch versehentliches Abschrecken des Stahls während des Herstellungsprozesses dieses Herstellers entstanden sind. Das Abbrennschweißen wird heute nicht mehr zur Rohrherstellung eingesetzt.
Doppelt unterpulvergeschweißtes (DSAW) Rohr
Ähnlich wie bei anderen Rohrherstellungsverfahren werden bei der Fertigung von doppelt unterpulvergeschweißten Rohren zunächst Stahlplatten zu Zylindern geformt. Die Kanten der gewalzten Platten werden so bearbeitet, dass an der Nahtstelle V-förmige Nuten an der Innen- und Außenfläche entstehen. Die Rohrnaht wird dann in einem einzigen Schweißgang mit einem Lichtbogenschweißgerät an der Innen- und Außenfläche verschweißt (daher doppelt unterpulvergeschweißt). Der Schweißlichtbogen befindet sich unter Flussmittel.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Schweißnähte 100% der Rohrwand durchdringen und eine sehr starke Verbindung des Rohrmaterials herstellen.
Nahtloses Rohr
Nahtlose Rohre werden seit dem 19. Jahrhundert hergestellt. Obwohl sich das Verfahren weiterentwickelt hat, sind einige Elemente gleich geblieben. Nahtlose Rohre werden hergestellt, indem ein heißer, runder Stahlblock mit einem Dorn durchstochen wird. Der so entstandene Hohlkörper wird anschließend gewalzt und gestreckt, um die gewünschte Länge und den gewünschten Durchmesser zu erreichen. Der Hauptvorteil nahtloser Rohre liegt in der Vermeidung von Nahtfehlern; allerdings sind die Herstellungskosten höher.
Frühe nahtlose Rohre waren anfällig für Defekte, die durch Verunreinigungen im Stahl verursacht wurden. Mit der Verbesserung der Stahlherstellungstechniken konnten diese Defekte zwar reduziert, aber nicht vollständig beseitigt werden. Obwohl nahtlose Rohre gegenüber geformten, nahtgeschweißten Rohren vorteilhaft erscheinen mögen, sind die Möglichkeiten zur Verbesserung der gewünschten Eigenschaften begrenzt. Aus diesem Grund sind nahtlose Rohre derzeit nur in geringeren Güteklassen und Wandstärken als geschweißte Rohre erhältlich.
Die Jindalai Steel Group ist auf die Herstellung von Hightech-ERW- (elektrisches Widerstandsschweißen) und SSAW-Rohren (Spiral-Unterpulverschweißen) spezialisiert. Unser Unternehmen verfügt über eine moderne Hochfrequenz-Widerstandsschweißanlage mit einem Durchmesser von 610 mm sowie eine Spiral-Unterpulverschweißanlage mit einem Durchmesser von 3048 mm. Neben unseren ERW- und SSAW-Werken betreiben wir drei weitere Partnerwerke in ganz China für die LSAW- und SMLS-Rohrfertigung.
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Veröffentlichungsdatum: 19. Dezember 2022
