Die Herstellung von Stahlrohren begann im frühen 19. Jahrhundert. Ursprünglich wurden Rohre von Hand gefertigt – durch Erhitzen, Biegen, Läppen und Hämmern der Kanten. Das erste automatisierte Rohrherstellungsverfahren wurde 1812 in England eingeführt. Seitdem wurden die Herstellungsverfahren kontinuierlich verbessert. Einige gängige Rohrherstellungsverfahren werden im Folgenden beschrieben.
Überlappschweißen
Das Überlappschweißen zur Herstellung von Rohren wurde Anfang der 1920er Jahre eingeführt. Obwohl das Verfahren nicht mehr angewendet wird, sind einige im Überlappschweißverfahren hergestellte Rohre noch heute im Einsatz.
Beim Überlappschweißen wurde Stahl in einem Ofen erhitzt und anschließend zu einem Zylinder gerollt. Die Kanten der Stahlplatte wurden anschließend geflämmt. Dabei wurden die Innenkante der Stahlplatte und die konische Kante der gegenüberliegenden Plattenseite übereinandergelegt. Die Naht wurde anschließend mit einer Schweißkugel verschweißt, und das erhitzte Rohr wurde zwischen Walzen geführt, die die Naht zusammenpressten, um eine Verbindung herzustellen.
Überlappschweißnähte sind nicht so zuverlässig wie solche, die mit moderneren Methoden hergestellt werden. Die American Society of Mechanical Engineers (ASME) hat eine Gleichung zur Berechnung des zulässigen Betriebsdrucks von Rohren entwickelt, die auf dem Herstellungsverfahren basiert. Diese Gleichung enthält einen sogenannten „Verbindungsfaktor“, der auf der Art der Schweißnaht basiert, mit der die Rohrnaht hergestellt wird. Nahtlose Rohre haben einen Verbindungsfaktor von 1,0. Überlappschweißte Rohre haben einen Verbindungsfaktor von 0,6.
Elektrisch widerstandsgeschweißtes Rohr
Widerstandsgeschweißte Rohre (ERW) werden durch Kaltverformung eines Stahlblechs in eine zylindrische Form hergestellt. Anschließend wird Strom zwischen den beiden Stahlkanten geleitet, um den Stahl so weit zu erhitzen, dass die Kanten ohne Schweißzusatzwerkstoff zusammengepresst werden und eine Verbindung entsteht. Ursprünglich wurde bei diesem Herstellungsverfahren niederfrequenter Wechselstrom zum Erhitzen der Kanten verwendet. Dieses Niederfrequenzverfahren wurde von den 1920er Jahren bis 1970 eingesetzt. 1970 wurde das Niederfrequenzverfahren durch ein Hochfrequenz-ERW-Verfahren ersetzt, das eine hochwertigere Schweißnaht erzeugte.
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 Niederfrequenz-ERW nicht mehr zur Herstellung von Rohren verwendet. Das Hochfrequenzverfahren wird weiterhin zur Herstellung von Rohren für den Bau neuer Pipelines eingesetzt.
Elektrisch brennfleckgeschweißtes Rohr
Elektrisch abbrennschweißte Rohre wurden ab 1927 hergestellt. Das Abbrennschweißen erfolgte durch die Formung eines Stahlblechs in eine zylindrische Form. Die Kanten wurden erhitzt, bis sie halb geschmolzen waren, und dann zusammengepresst, bis der geschmolzene Stahl aus der Verbindung austrat und eine Wulst bildete. Wie bei Niederfrequenz-ERW-Rohren sind die Nähte von abbrennschweißten Rohren anfällig für Korrosion und Hakenrisse, jedoch in geringerem Maße als bei ERW-Rohren. Dieser Rohrtyp ist außerdem anfällig für Ausfälle durch harte Stellen im Stahlblech. Da die meisten abbrennschweißten Rohre von einem einzigen Hersteller produziert wurden, wird angenommen, dass diese harten Stellen durch versehentliches Abschrecken des Stahls während des Herstellungsprozesses dieses Herstellers entstanden sind. Abbrennschweißen wird heute nicht mehr zur Herstellung von Rohren verwendet.
Doppelt unterpulvergeschweißtes (DSAW) Rohr
Ähnlich wie bei anderen Rohrherstellungsverfahren werden bei der Herstellung von Rohren mit doppeltem Unterpulverschweißen zunächst Stahlplatten zu zylindrischen Formen geformt. Die Kanten der gewalzten Platte werden so geformt, dass an der Innen- und Außenfläche an der Nahtstelle V-förmige Nuten entstehen. Die Rohrnaht wird anschließend mit einem Lichtbogenschweißgerät an der Innen- und Außenfläche verschweißt (daher doppeltes Unterpulverschweißen). Der Schweißlichtbogen wird unter Flussmittel geführt.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Schweißnähte die Rohrwand zu 100 % durchdringen und so eine sehr feste Verbindung des Rohrmaterials entsteht.
Nahtlose Rohre
Nahtlose Rohre werden seit dem 19. Jahrhundert hergestellt. Obwohl sich der Prozess weiterentwickelt hat, sind bestimmte Elemente gleich geblieben. Nahtlose Rohre werden hergestellt, indem ein heißer, runder Stahlblock mit einem Dorn durchbohrt wird. Der ausgehöhlte Stahl 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; die Herstellungskosten sind jedoch höher.
Frühere nahtlose Rohre waren anfällig für Defekte, die durch Verunreinigungen im Stahl verursacht wurden. Mit der Verbesserung der Stahlherstellungstechniken wurden diese Defekte zwar reduziert, aber nicht vollständig beseitigt. Nahtlose Rohre scheinen zwar geformten, nahtgeschweißten Rohren vorzuziehen, doch die Möglichkeiten, die gewünschten Eigenschaften von Rohren zu verbessern, sind begrenzt. Aus diesem Grund sind nahtlose Rohre derzeit in geringeren Güten und Wandstärken erhältlich als geschweißte Rohre.
Die Jindalai Steel Group ist auf die Herstellung hochtechnologischer ERW- (Electric Resistance Welded) und SSAW- (Spiral Submerged Arc Welded) Rohre spezialisiert. Unser Unternehmen verfügt über eine moderne Hochfrequenz-Langnaht-Widerstandsschweißmaschine mit 610 mm Durchmesser und eine Spiral-Unterpulverschweißmaschine mit 3048 mm Durchmesser. Neben ERW- und SSAW-Fabriken betreiben wir drei weitere Partnerwerke für die LSAW- und SMLS-Produktion in ganz China.
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Veröffentlichungszeit: 19. Dezember 2022