Sowohl das elektrisch widerstandsgeschweißte (ERW) als auch das nahtlose (SMLS) Verfahren zur Herstellung von Stahlrohren werden seit Jahrzehnten eingesetzt. Im Laufe der Zeit haben sich die jeweiligen Herstellungsverfahren weiterentwickelt. Welches ist also besser?
1. Herstellung von geschweißten Rohren
Geschweißte Rohre bestehen zunächst aus einem langen, gewickelten Stahlband, dem sogenannten Skelp. Dieses wird auf die gewünschte Länge zugeschnitten, wodurch ein flaches, rechteckiges Blech entsteht. Die Breite der kürzeren Enden dieses Blechs ergibt den Außenumfang des Rohrs, ein Wert, der zur Berechnung des endgültigen Außendurchmessers verwendet werden kann.
Die rechteckigen Platten werden durch eine Walzmaschine geführt, die die längeren Seiten zueinander hin aufrollt und so einen Zylinder formt. Beim ERW-Verfahren wird Hochfrequenzstrom zwischen den Kanten geleitet, wodurch diese schmelzen und miteinander verschmelzen.
Ein Vorteil von ERW-Rohren besteht darin, dass keine Schmelzmetalle verwendet werden und die Schweißnaht weder sichtbar noch fühlbar ist. Im Gegensatz dazu hinterlässt das Doppel-Unterpulverschweißen (DSAW) eine deutlich sichtbare Schweißnaht, die je nach Anwendung entfernt werden muss.
Die Herstellungsverfahren für geschweißte Rohre haben sich im Laufe der Jahre verbessert. Der vielleicht wichtigste Fortschritt war die Umstellung auf Hochfrequenzstrom zum Schweißen. Vor den 1970er Jahren wurde Niederfrequenzstrom verwendet. Schweißnähte, die mit niederfrequentem Hochfrequenzstrom hergestellt wurden, waren anfälliger für Korrosion und Nahtversagen.
Die meisten geschweißten Rohrtypen erfordern nach der Herstellung eine Wärmebehandlung.
2. Herstellung nahtloser Rohre
Nahtlose Rohre bestehen aus einem massiven, zylindrischen Stahlblock, einem sogenannten Knüppel. Noch heiß werden die Knüppel mit einem Dorn in der Mitte durchbohrt. Im nächsten Schritt wird der hohle Knüppel gewalzt und gestreckt. Der Knüppel wird präzise gewalzt und gestreckt, bis er die im Kundenauftrag angegebene Länge, den Durchmesser und die Wandstärke erreicht.
Einige nahtlose Rohrtypen härten während der Herstellung aus, sodass eine Wärmebehandlung nach der Herstellung nicht erforderlich ist. Andere erfordern jedoch eine Wärmebehandlung. Informieren Sie sich in der Spezifikation des gewünschten nahtlosen Rohrtyps, ob eine Wärmebehandlung erforderlich ist.
3. Historische Perspektiven und Anwendungsfälle für geschweißte vs. nahtlose Stahlrohre
ERW und nahtlose Stahlrohre sind heute weitgehend aufgrund historischer Erkenntnisse Alternativen.
Geschweißte Rohre galten im Allgemeinen als von Natur aus schwächer, da sie eine Schweißnaht enthielten. Nahtlose Rohre wiesen diesen vermeintlichen strukturellen Mangel nicht auf und galten als sicherer. Zwar weisen geschweißte Rohre eine Naht auf, die sie theoretisch schwächer macht, doch haben sich Fertigungstechniken und Qualitätssicherungssysteme so weit verbessert, dass geschweißte Rohre die gewünschte Leistung erbringen, sofern ihre Toleranzen eingehalten werden. Obwohl der offensichtliche Vorteil klar ist, wird an nahtlosen Rohren kritisiert, dass der Walz- und Streckprozess zu einer ungleichmäßigen Wandstärke im Vergleich zur präziseren Dicke von zum Schweißen vorgesehenen Stahlblechen führt.
Die Industrienormen für die Herstellung und Spezifikation von ERW- und nahtlosen Stahlrohren spiegeln diese Auffassungen noch immer wider. Nahtlose Rohre werden beispielsweise für viele Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen in der Öl- und Gasindustrie, der Energieerzeugung und der Pharmaindustrie benötigt. Geschweißte Rohre (die in der Regel günstiger in der Herstellung und leichter verfügbar sind) werden branchenübergreifend eingesetzt, solange Temperatur, Druck und andere Betriebsvariablen die in der geltenden Norm festgelegten Parameter nicht überschreiten.
In strukturellen Anwendungen gibt es keinen Leistungsunterschied zwischen ERW- und nahtlosen Stahlrohren. Obwohl beide austauschbar sind, wäre es nicht sinnvoll, nahtlose Rohre zu verwenden, wenn günstigere geschweißte Rohre genauso gut funktionieren.
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Veröffentlichungszeit: 19. Dezember 2022