Ein umfassender Blick auf Rohrspulen

Chemischer Reaktor Rührwerk Mixer Tank - Rohrspulen

Rohrleitungen sind zweifelsohne eine der wichtigsten Komponenten einer Industrieanlage. Das Netzwerk der Rohrspulen ist wie das Kreislaufsystem des menschlichen Körpers. Es kann als Venen und Arterien betrachtet werden, in denen alle wesentlichen Elemente (d.h. Flüssigkeit, Dampf, Schlamm) für eine Fabrik, um ihr Leben fortzusetzen, zu den entsprechenden Abschnitten des Systems transportiert werden. 

Da die Spulen von Rohrleitungen von großer Bedeutung sind, ist es wichtig, das System richtig einzurichten. Jegliche Fehler oder Mängel, die bei der anfänglichen Konstruktion eines Rohrleitungsnetzes gemacht wurden, können katastrophale Folgen haben, die den Eigentümer viel Geld und Zeit kosten. Aus diesem Grund werden die Rohrspulen eingesetzt. In diesem ausführlichen Blog-Beitrag werden viele verschiedene Themen behandelt, wie z. B. was Rohrspulen sind, ihre Verwendung, ihre Herstellung, warum sie notwendig sind, ihre Vorteile und schließlich verschiedene Materialien, die für die Rohrspulen verwendet werden. 

Was ist Rohrspulen? 

Im Allgemeinen können Rohrspulen als vorgefertigte Abschnitte eines Rohrleitungssystems definiert werden und die Praxis dieses Prozesses wird als Rohrspulen bezeichnet. Sie bestehen aus Flanschen, Fittings und langen/kurzen Rohrabschnitten. Sie werden vor der Auslieferung an den Kunden zusammengebaut, weil es viel einfacher ist, sie in das bestehende Rohrleitungssystem zu integrieren, als zu versuchen, alle Komponenten des Rohrleitungssystems vor Ort zu montieren, wo die Arbeitsbedingungen möglicherweise nicht zu Gunsten der Monteure sind. Grundsätzlich bestehen Rohrspulen aus drei Hauptkomponenten, die sind: 

Rohre; die Haupt- und längste Komponente einer Rohrspule, die den Durchfluss führt. 

Flansche; die Verbindung von zwei Rohrleitungen. Zwei von ihnen werden miteinander verschraubt, um eine dichte Verschmelzung zwischen zwei Rohren zu gewährleisten. 

Formstücke; die als Abzweigungen betrachtet werden können, leiten den Durchfluss zu anderen Leitungen eines Rohrleitungssystems ab. 

pipe spooling

Verwendungen von Rohrspulen und die Bedeutung von Rohrleitungssystemen 

Verschiedene Arten von Industrieanlagen wie Erdölraffinerien und Kraftwerke erfordern eine intensive Verrohrung. Darüber hinaus sind Rohrleitungssysteme auch für städtische Abwässer, Krankenhäuser, Geschäfts- und Wohngebäude entscheidend. Ihre Bedeutung sollte gut verstanden werden, denn schlecht funktionierende Rohrleitungssysteme können das Wohlbefinden der Menschen schwer beeinträchtigen. Zum Beispiel führt ein Rohrbruch zu einem Produktionsstopp und kann eine Raffinerie Tausende von Dollar an potenziellen Einnahmen und Reparaturkosten kosten. In einem anderen Fall verursacht das Platzen von Abwasserrohren neben wirtschaftlichen Kosten auch Seuchen und Krankheiten. Anhand dieser beiden hypothetischen Fälle lässt sich die Bedeutung von Rohrleitungssystemen sehr viel einfacher erklären. 

Fertigung von Rohrspulen 

Der gesamte Verrohrungsprozess einer Industrieanlage besteht aus zwei Hauptteilen: der Herstellung der Rohrspulen und der Installation vor Ort. In diesem Blog-Beitrag geht es nur um den Fertigungsprozess. Die typischen Schritte für diesen Prozess umfassen Schneiden, Abschrägen, Einpassen, Schweißen, Qualitätskontrolle, Spannungsentlastung, Hydroprüfung (falls erforderlich) und andere Oberflächenbearbeitungen. Das Fertigungsablaufdiagramm ist zu erläutern. 

Der Herstellungsprozess beginnt mit rohrförmigen Rohmaterialien, die in die Werkstatt kommen. Diese Rohre werden auf die gewünschte Länge geschnitten. Danach werden die geschnittenen Materialien abgeschrägt, d. h. entsprechend den Anforderungen des Projekts gebogen. Diese geraden und gebogenen Abschnitte werden dann zusammengefügt und, falls erforderlich, verschraubt. Für eine starke Verankerung wird an den Verbindungsstellen geschweißt. 

An den montierten Modulen müssen sicherlich Qualitätsprüfungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass jedes Teil der Rohrspule intakt ist und den Qualitätsstandards entspricht. Aufgrund von Biege-, Fitting- und Schweißvorgängen wird das Material der Rohrspule kaltverfestigt. Das bedeutet, dass im Material eine übermäßige Spannung vorhanden ist. Um diese Eigenspannung zu beseitigen, sollte eine Wärmebehandlung zum Spannungsabbau gemäß den Normen durchgeführt werden. Nach diesem Schritt wird eine Wasserdruckprüfung durchgeführt, wenn das Rohrleitungssystem für den Transport von flüssigen chemischen Stoffen ausgelegt ist. 

Als letzter Schritt des Fertigungsprozesses sollte die Oberfläche der Rohrspule vor Korrosion durch die Umgebungsbedingungen geschützt werden. Eine Lackierung oder eine andere geeignete Beschichtung wird aufgetragen, um die Korrosion der Rohrspulen zu verhindern. 

Zu guter Letzt wird das gefertigte Modul zur Baustelle geschickt, wo es in das bestehende Rohrleitungssystem eingebaut wird. Es ist deutlich zu erkennen, dass diese komplexen Vorgänge kaum vor Ort durchgeführt werden können, wo die Arbeitsbedingungen für die Fertigungsschritte wie Schweißen, Montieren usw. nicht geeignet sind. 

Vorteile von Rohrspulen 

Wie bereits erwähnt, führt eine einfache Herangehensweise bei der Installation von Rohrleitungssystemen zu großen Verlusten in Form von Arbeit, Zeit, Energie und somit Geld. Wenn diese Faktoren zusammentreffen, ist eine niedrige Qualität des gesamten Vorgangs, an dem Rohre beteiligt sind, mit Sicherheit unvermeidlich. Das Spulen von Rohren hat folgende Vorteile: 

  • Beim Rohrspulen wird im Vergleich zu Vor-Ort-Anwendungen eine höhere Qualität des Endprodukts und der Montagevorgänge gewährleistet. 
  • Die Notwendigkeit für mögliche Nacharbeiten entfällt aufgrund der hohen Qualität. 
  • Fertigungs- und Montagevorgänge sind immun gegen alle Arten von Witterungseinflüssen. 
  • Mit diesen vorgefertigten Modulen können Entscheider die Arbeitskosten erheblich senken, insbesondere bei den Mobilisierungskosten der Arbeitskräfte. 
  • Die Fertigungs- und Installationszeiten sind mit Spulen von Rohren wesentlich kürzer als bei Vor-Ort-Verfahren. 
  • Auch zerstörungsfreie Prüfungen (Radiographie, Magnetpulverprüfung (MPI), Wasserdruckprüfung, Ultraschallprüfung) können in einer kontrollierten Umgebung einfacher durchgeführt werden. 
  • Rohrspulen werden unter strengen Vorschriften von Qualitätsstandards produziert. Das bedeutet, dass die Qualität für den Endverbraucher zu 100 % gewährleistet ist. 

Verwendete Materialien für Rohrspulen 

Es gibt verschiedene Arten von Materialien, die in Rohrspulen verwendet werden, je nach den Anforderungen der Anwendung. Die gebräuchlichsten sind Kohlenstoffstahl, verzinkter Stahl, schlagzähigkeitsgeprüfter Kohlenstoffstahl (ITCS), niedrigtemperaturbeständiger Kohlenstoffstahl (LTCS), rostfreier Stahl, Temperguss, Nichteisenmetalle wie Aluminiumlegierungen, Cupronickel, Kupfer, Inconel. Einige Anwendungen können aufgrund von hochkorrosiven Medien in den Rohren nichtmetallische Rohrleitungssysteme erfordern. Verschiedene Arten von Polymeren wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polyvinylchlorid (PVC) können als Beispiele genannt werden. In besonderen Fällen kann die Anforderung an die Konstruktion die Beständigkeit gegen hohe Temperaturen sein. So kann Chrom-Molybdän-legierter Stahl für Hochtemperaturanwendungen verwendet werden. 

Abbildung ist entnommen aus: 

Wang, P., Mohamed, Y., Abourizk, S. M., & Rawa, A. T. (2009). Flow production of pipe spool fabrication: Simulation to support the implementation of the lean technique. Journal of Construction Engineering and Management, 135(10), 1027-1038. 

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