Rohre sind hohle zylindrische Röhren, die seit Tausenden von Jahren von der Menschheit für verschiedene Zwecke genutzt werden. Rohre können aus nahezu jedem Material hergestellt werden, jedoch erfordert die moderne Bedeutung von Rohren mehr als nur hohle Röhren, die Flüssigkeiten transportieren. Metalle sind daher in der Rohrherstellung beliebter geworden. Als Metalllegierung bieten Stähle eine große Vielfalt an mechanischen und chemischen Eigenschaften, die sogar unter extremen Bedingungen genutzt werden können. Aus diesem Grund werden Stahlrohre heute in vielen verschiedenen Anwendungen im Transport, in der Herstellung und im Bauwesen eingesetzt. Stahlrohre können mit unterschiedlichen Stahlqualitäten und verschiedenen Herstellungsmethoden hergestellt werden, die sich je nach Anforderungen der Anwendung unterscheiden.
Was ist ein Rohr?
Stahlrohre sind lange und hohle Röhren, die für viele verschiedene Anwendungen an verschiedenen Orten genutzt werden. Ihre Vielseitigkeit macht Rohre zu dem am häufigsten hergestellten Produkt der Stahlindustrie. Sie werden häufig verwendet, um Flüssigkeiten und kleine feste Partikel zu transportieren, die fließen können. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit können sie auch für den unterirdischen Transport von Wasser und Gas durch Städte oder im Bauwesen für Zwecke wie Heizung, Sanitär usw. eingesetzt werden. Die Menschen nutzen und produzieren seit Tausenden von Jahren Rohre für verschiedene Zwecke. Archäologische Funde belegen, dass bereits im Jahr 2000 v. Chr. antike Landwirte oder chinesische Menschen Rohre aus verschiedenen Materialien wie Holz oder Bambus für den Wassertransport genutzt haben. Seit dem 19. Jahrhundert wurden große Fortschritte in der Technologie der Stahlrohre erzielt, darunter die Verbesserung der Herstellungsmethoden, die Entwicklung von Anwendungen für ihre Verwendung und die Einführung von Vorschriften und Standards, die ihre Zertifizierung regeln.
Wie werden Rohre verwendet?
Rohre werden in Bauwerken, im Transport und in der Fertigung eingesetzt. Unterschiedliche Materialien, Designmerkmale und Herstellungsmethoden für Stahlrohre wurden entwickelt und variieren entsprechend der Anwendung.
Struktureller Einsatz
Der strukturelle Einsatz findet üblicherweise im Bauwesen statt, bei dem das Baumaterial allgemein als Stahlrohre bezeichnet wird. Stahlrohre werden verwendet, um insbesondere hohen Gebäuden oder Konstruktionen zusätzliche Festigkeit und Stabilität zu verleihen. Zwei Arten von Stahlrohren werden im strukturellen Einsatz als tragende Pfähle und Reibungspfähle verwendet, die beide das Ziel haben, die Last des Gebäudes zu übertragen. In diesen Anwendungen werden Stahlrohre tief in die Erde getrieben, bevor das Fundament gelegt wird, was insbesondere dann eine große Unterstützung für das Gebäude darstellt, wenn der Boden nicht stabil ist. Eine weitere strukturelle Anwendung von Stahlrohren sind Gerüststangen, die es Bauarbeitern ermöglichen, alle Bereiche des Gebäudes zu erreichen, die sonst schwer zugänglich wären. Sie werden hergestellt, indem Stahlrohre miteinander verbunden werden, um einen Käfig zu bilden, der das Gebäude umgibt.
Nutzung in der Fertigung
Stahlrohre werden in der Fertigung für viele verschiedene Zwecke eingesetzt. Geländer sind eine der häufigsten Verwendungen, um eine Sicherheitsvorrichtung für Treppen und Balkone bereitzustellen oder auf der Straße für Radfahrer und Fußgänger. Stahlrohre können auch als Sicherheitspoller eingesetzt werden, die verwendet werden, um einen Bereich vor dem Fahrzeugverkehr abzusperren, um Menschen, Gebäude oder Infrastrukturen zu schützen. Darüber hinaus stellen Stahlrohre eine Option für Außenmöbel auf Baustellen dar. Viele kommerzielle Fahrradständer werden durch Biegen von Stahlrohren hergestellt. Die hohe Zähigkeit und Festigkeit von Stahl machen ihn sicher gegen Diebstahl.
Nutzung im Transportwesen
Die häufigste Verwendung von Stahlrohren ist der Transport von Produkten, da die Eigenschaften des Rohmaterials für Langzeitinstallationen sehr geeignet sind. Wie bereits erwähnt, erfordern unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Eigenschaften. Bei Niederdruckanwendungen wird von einem Stahlrohr keine ultrahohe Festigkeit erwartet, da es keiner signifikanten Belastung ausgesetzt ist. Spezialisiertere Anwendungen, die in der Öl- und Gasindustrie verwendet werden sollen, können aufgrund der gefährlichen Natur des Produkts und der Möglichkeit steigenden Drucks strengere Spezifikationen erfordern. Diese Anforderungen bringen höhere Kosten mit sich, und die Qualitätskontrolle wird wichtiger.
Designparameter
Es gibt zwei Arten von Rohren, nämlich nahtlose und geschweißte Rohre, die jeweils unterschiedliche Verwendungen haben. Nahtlose Rohre sind im Allgemeinen dünner und leichter, daher werden sie am häufigsten in der Fahrradproduktion und beim Transport von Flüssigkeiten eingesetzt. Geschweißte Rohre hingegen sind schwerer und steifer, um eine bessere Konsistenz und Haltbarkeit zu gewährleisten. Rohre, die für den Transport von Gas, Elektroinstallationsrohre und sanitäre Anwendungen verwendet werden, sind in der Regel geschweißt. Während der Produktion müssen mehrere Parameter kontrolliert werden, um die erforderlichen Eigenschaften für die Anwendung aufrechtzuerhalten. Als Beispiel sei der Durchmesser eines Rohres genannt, der direkt mit seiner Verwendung zusammenhängt. Während Rohre mit kleinerem Durchmesser für Hypodermiknadeln verwendet werden können, kommen Rohre mit großem Durchmesser für den Transport durch Städte infrage. Die Wandstärke ist ebenfalls ein wichtiger Parameter, der kontrolliert werden muss, da sie direkt die Festigkeit und Flexibilität des Rohres beeinflusst. Länge, Beschichtung und Endbearbeitung sind weitere steuerbare Parameter, die alle miteinander in Beziehung stehen, wie später erläutert wird.
Stahlsorten für Rohre
Kohlenstoffstähle
Kohlenstoffstähle machen etwa 90% der gesamten Stahlrohrproduktion aus. Sie bestehen aus einer vergleichsweise geringen Menge Legierungselementen und weisen allein verwendet in der Regel eine schwächere Leistung auf. Da ihre mechanischen Eigenschaften und Bearbeitbarkeit ausreichend sind, können sie etwas kostengünstiger sein und werden möglicherweise eher für besonders gering belastete Anwendungen bevorzugt. Der Mangel an Legierungselementen verringert die Eignung von Kohlenstoffstählen für Hochdruckanwendungen und extremen Bedingungen, wodurch sie unter hoher Belastung weniger haltbar werden. Der Hauptgrund, Kohlenstoffstähle für Rohre zu bevorzugen, könnte ihre hohe Duktilität und ihre Biegeunempfindlichkeit unter Belastung sein. Sie werden im Allgemeinen in der Automobil- und Schiffsindustrie sowie im Öl- und Gassektor verwendet. A500, A53, A106, A252 sind Kohlenstoffstahlsorten, die entweder geschweißt oder nahtlos verwendet werden können.
Legierte Stähle
Das Vorhandensein von Legierungselementen verbessert die mechanischen Eigenschaften von Stahl, wodurch Rohre widerstandsfähiger gegen Hochdruckanwendungen und hohe Drücke werden. Die gebräuchlichsten Legierungselemente sind Nickel, Chrom, Mangan, Kupfer usw., die im Bereich von 1-50 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden sind. Unterschiedliche Mengen verschiedener Legierungselemente tragen auf unterschiedliche Weise zu den mechanischen und chemischen Eigenschaften des Produkts bei. Daher wird die chemische Zusammensetzung von Stählen entsprechend den Anforderungen der Anwendungen ebenfalls angepasst. Legierte Stahlrohre werden in der Regel unter hohen Belastungen mit instabilen Bedingungen verwendet, wie in der Öl- und Gasindustrie, in Raffinerien, in der Petrochemie und in Chemiefabriken.
Edelstähle
Edelstahl kann ebenfalls zur Familie der legierten Stähle gehören. Das Hauptlegierungselement im Edelstahl ist Chrom, dessen Anteil zwischen 10-20 Gewichtsprozent variiert. Der Hauptzweck der Zugabe von Chrom besteht darin, dass der Stahl rostfreie Eigenschaften erhält, indem die Korrosion verhindert wird. Edelstahlrohre werden in der Regel unter extremen Bedingungen eingesetzt, bei denen Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit entscheidend sind, wie in der Schiffsindustrie, der Wasseraufbereitung, der Medizin sowie in der Öl- und Gasindustrie. Die Edelstahlsorten 304/304L und 316/316L können in der Rohrproduktion verwendet werden. Während die Sorte 304 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit aufweist, zeigt die 316er-Serie aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts eine geringere Festigkeit und ist schweißbar.
Verzinkte
Stähle Verzinkte Rohre sind Stahlrohre, die mit einer Zinkbeschichtung behandelt werden, um Korrosion zu verhindern. Die Zinkbeschichtung verhindert, dass korrosive Substanzen das Rohr angreifen. Früher waren sie die häufigste Art von Rohren für Wasserversorgungsleitungen, aber aufgrund des Arbeitsaufwands und der Zeit, die für das Schneiden, Gewindeschneiden und Installieren von verzinkten Rohren erforderlich ist, werden sie heutzutage kaum noch verwendet, außer in begrenztem Umfang für Reparaturen. Diese Art von Rohren wird im Durchmesser von 12 mm (0,5 Zoll) bis 15 cm (6 Zoll) hergestellt. Sie sind in Längen von 6 Metern (20 Fuß) erhältlich. Dennoch werden verzinkte Rohre für die Wasserverteilung immer noch in größeren kommerziellen Anwendungen verwendet. Ein wichtiger Nachteil von verzinkten Rohren ist ihre Lebensdauer von 40-50 Jahren. Trotz der Zinkbeschichtung, die die Oberfläche bedeckt und verhindert, dass äußere Substanzen mit Stahl reagieren und ihn korrodieren, können verzinkte Rohre von innen zu korrodieren beginnen, wenn die transportierten Substanzen korrosiv sind. Daher ist es wichtig, verzinkte Stahlrohre in bestimmten Abständen zu kontrollieren und zu modernisieren.
Arten von Rohren
Rohre werden entsprechend der Herstellungsmethoden in zwei Gruppen unterteilt: nahtlose Rohre und geschweißte Rohre. Nahtlose Rohre werden in einem Schritt während des Walzprozesses gebildet, während geschweißte Rohre nach dem Walzen einen Schweißprozess erfordern. Geschweißte Rohre können aufgrund der Schweißnahtgeometrie in zwei Arten unterteilt werden: Spiralnahtschweißen und Längsnahtschweißen. Obwohl darüber debattiert wird, ob nahtlose oder geschweißte Stahlrohre besser sind, können sowohl Hersteller von nahtlosen als auch von geschweißten Rohren Stahlrohre mit hoher Qualität, Zuverlässigkeit und Korrosionsbeständigkeit herstellen. Der Hauptfokus sollte bei der Auswahl des Rohrtyps auf den Anforderungen der Anwendung und den Kostenaspekten liegen.
Nahtlose Rohre
Nahtlose Rohre werden in der Regel in komplexen Schritten hergestellt, beginnend mit dem Bohren von Hohlräumen aus Halbzeugen mittels Kaltzieh- und Kaltwalzverfahren. Die Kontrolle des Außendurchmessers und der Wandstärke ist bei nahtlosen Rohren im Vergleich zu geschweißten Rohren schwieriger, Kaltverformung verbessert die mechanischen Eigenschaften und Toleranzen. Der bedeutendste Vorteil von nahtlosen Rohren besteht darin, dass sie in schweren und dicken Wandstärken hergestellt werden können. Da sie keine Schweißnaht haben, gelten sie als weisen sie bessere mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit als geschweißte Rohre auf. Auch eine bessere Ovalität oder Rundheit wird von nahtlosen Rohren erwartet. Sie werden im Allgemeinen bevorzugt unter extremen Umweltbedingungen wie hoher Belastung, hohem Druck und hoher Korrosivität verwendet.
Geschweißte Rohre
Das geschweißte Stahlrohr entsteht durch das Verschweißen einer zu einem röhrenförmigen Gebilde gewalzten Stahlplatte an einer Naht oder einer Spiralseam. Abhängig von den äußeren Abmessungen, der Wandstärke und der Anwendung gibt es verschiedene Herstellungsmethoden für geschweißte Rohre. Jede Methode beginnt mit einem warm gewalzten Stahlblock oder flachen Streifen, die dann durch Dehnen des warmen Stahlblocks zu einem Rohr geformt werden, wobei die Kanten zusammengedrückt und mit einem Schweißnaht verschlossen werden. Geschweißte Rohre bieten engere Toleranzen, haben jedoch dünnere Wandstärken im Vergleich zu nahtlosen Rohren. Kürzere Vorlaufzeiten und niedrigere Kosten können ebenfalls Gründe sein, warum geschweißte Rohre gegenüber nahtlosen Rohren bevorzugt werden können. Da die Schweißnaht empfindliche Bereiche darstellen kann, in denen sich Risse ausbreiten und zu einem Bruch des Rohres führen können, sollte die Oberflächenbearbeitung von innen und außen des Rohres während der Produktion kontrolliert werden.
Rohrherstellung
Bei beiden Herstellungsmethoden wird Rohstahl zunächst in eine besser verarbeitbare Ausgangsform (Heißbrammen oder Flachband) gegossen. Anschließend wird er durch Dehnen des warmen Stahlblocks zu einem nahtlosen Rohr geformt oder die Kanten des flachen Stahlbands werden zusammengepresst und mit einem Schweißnaht verschlossen, um ein Rohr herzustellen.
Mandrel-Mühlenverfahren
Im Mandrel-Mühlenverfahren wird ein massiver runder Stahlbrammen verwendet. Die Bramme wird in einen Drehherdofen geladen. Nachdem die Bramme aus dem Drehherdofen entladen wurde, wird ein kleines Loch in ihr Ende gestanzt. Diese Einkerbung dient als Ausgangspunkt, um beim Rotationsstanzen zu helfen. Das Rotationsstanzen ist ein sehr schneller und dynamischer Walzprozess, bei dem die vorgewärmte Bramme mit hoher Geschwindigkeit zwischen zwei barrerförmigen Walzen quer gewalzt wird. Das Design der Stanzwalzen bewirkt, dass das Metall zusammen mit der Walze fließt und über einen Stanzpunkt fließt, wenn es den Prozess verlässt. Der Stanzpunkt ist ein hochtemperaturbeständiges, wassergekühltes Legierungswerkzeug, das es dem Metall ermöglicht, über ihn zu fließen, während sich aus dem Rotationsprozess eine Rohrhülle bildet. Sobald die gestochene Rohrhülle hergestellt ist, wird sie sofort zur schwebenden Mandrel-Mühle überführt. Die schwebende Mandrel-Mühle besteht aus acht Walzständen mit 16 Walzen und einem Satz von Mandrel-Stangen. Diese Stangen werden in die gestochene Rohrhülle eingeführt und dann in die Mandrel-Mühle befördert und zu einer Rohrhülle gewalzt. Anschließend wird die Mandrel-Mühle zur Fertigstellung des letzten Walzvorgangs und zur Erzielung der endgültigen Abmessungen erneut erhitzt. Während die Mühle den Ofen verlässt, wird die Eisenoxid-Schuppe von der Oberfläche durch Hochdruck-Wasserentkalkung entfernt. Die Rohrhülle wird durch die Streckmühle auf die angegebenen Abmessungen weiter reduziert.
Mannesmann-Steckdorn-Mühlenverfahren
Das Mannesmann-Steckdorn-Mühlenverfahren unterscheidet sich stark vom Mandrell-Walzverfahren durch die Verwendung eines Walzsteckdorns anstelle einer Mandrel-Mühle. Beim Mannesmann-Verfahren sind ein Paar konischer Walzen übereinander angeordnet und arbeiten entgegengesetzt zur Materialströmung. Eine Rohrhülle mit dicken Wänden wird zu den Steckdornmühlenwalzen geführt. Sobald sie vom konischen Teil des Arbeitsgangs erfasst wird, wird eine kleine Materialwelle von der Rohrhülle abgeschnitten. Diese Welle wird durch den Glättungsabschnitt des Arbeitsgangs auf den gewünschten Wandstärkenwert auf dem Steckdorn geschmiedet, wobei sich die Rohrhülle plus Steckdorn in derselben Richtung wie die Walzen rückwärts bewegen, bis sie den Leerlaufabschnitt der Walzen erreichen und freigegeben werden. Während die Rohrhülle gedreht wird, wird sie erneut zwischen den Walzen nach vorne geschoben, und ein neuer Walzzyklus beginnt.
Extrusion
Extrusion ist ein Umformverfahren für Metalle, bei dem ein Werkstück in eine Matrize mit kleinerem Querschnitt gezwungen wird. Die Länge des extrudierten Teils variiert abhängig von der Menge des Materials im Werkstück und dem extrudierten Profil. Zahlreiche Querschnitte werden auf diese Weise hergestellt. Stahlrohre können direkt durch Extrusion hergestellt werden, wobei ein Dorn am Dummystück befestigt wird. Ein Loch wird parallel zur Achse durch das Werkstück erzeugt, über die der Stempel die Kraft zur Bildung der Extrusion aufbringt. Wenn der Vorgang beginnt, wird der Stempel nach vorne gedrückt. Das extrudierte Metall fließt zwischen dem Dorn und den Matrizenoberflächen und bildet das Teil. Das innere Profil der Metall-Extrusion wird durch den Dorn geformt, während das äußere Profil durch die Extrusionsmatrize gebildet wird.
- Herstellung von geschweißten
Rohren Geschweißte Rohre werden aus Platten oder kontinuierlichen Coils oder Streifen hergestellt. Um ein geschweißtes Rohr herzustellen, wird die erste Platte oder das Coil im Kreisabschnitt mit Hilfe einer Plattenbiegemaschine oder eines Walzens bei kontinuierlichem Prozess gewalzt. Wenn der Kreisabschnitt aus der Platte gewalzt ist, kann das Rohr mit oder ohne Zusatzmaterial geschweißt werden. Es gibt verschiedene Schweißverfahren, die zur Schweißung des Rohres verwendet werden.
Elektrischer Widerstandsschweißprozess (ERW)
Im elektrischen Widerstandsschweißprozess wird das Rohr durch Kaltumformung einer flachen Stahlplatte in eine zylindrische Geometrie hergestellt. Dann wird der Strom durch die Kanten des Stahlzylinders geleitet, um den Stahl aufzuheizen und eine Verbindung zwischen den Kanten an einem Punkt zu bilden, an dem sie gezwungen sind, sich zu treffen. Während des ERW-Prozesses können auch Zusatzmaterialien verwendet werden. Es gibt zwei Arten des elektrischen Widerstandsschweißens: Hochfrequenzschweißen und Drehkontaktrad-Schweißen.
Die Notwendigkeit für das Hochfrequenzschweißen ist aus der Tendenz der Produkte des Niederfrequenzschweißens entstanden, selektive Nahtkorrosion, Hakenrisse und unzureichende Nahtverbindung zu erfahren. Daher wird das Niederfrequenz-ERW nicht mehr zur Herstellung von Rohren verwendet. Der Hochfrequenz-ERW-Prozess wird weiterhin in der Rohrherstellung verwendet. Es gibt zwei Arten von Hochfrequenz-ERW-Prozessen. Hochfrequenz-Induktionsschweißen und Hochfrequenz-Kontaktschweißen sind Arten von Hochfrequenzschweißen. Beim Hochfrequenz-Induktionsschweißen wird der Schweißstrom über eine Spule auf das Material übertragen. Die Spule berührt das Rohr nicht. Der elektrische Strom wird in das Rohrmaterial durch Magnetfelder eingeleitet, die das Rohr umgeben. Beim Hochfrequenz-Kontaktschweißen wird der Strom über Kontakte auf das Material übertragen, die auf dem Band fahren. Die Schweißleistung wird direkt auf das Rohr aufgebracht, was diesen Prozess effektiver macht. Diese Methode wird im Allgemeinen für die Produktion von Rohren mit großem Durchmesser und hoher Wandstärke bevorzugt.
Ein weiterer Typ des elektrischen Widerstandsschweißens ist der Drehkontaktrad-Schweißprozess. Während dieses Prozesses wird der elektrische Strom durch ein Kontaktrad an der Schweißstelle übertragen. Das Kontaktrad übt auch den für das Schweißen erforderlichen Druck aus. Das Drehkontaktrad-Schweißen wird in der Regel für Anwendungen verwendet, die keinen Impeder im Inneren des Rohrs aufnehmen können.
Elektrischer Fusionsschweißprozess (EFW)
Der elektrische Fusionsschweißprozess bezieht sich auf das Elektronenstrahlschweißen einer Stahlplatte unter Verwendung der Hochgeschwindigkeitsbewegung des Elektronenstrahls. Die hohe kinetische Aufprallenergie des Elektronenstrahls wird in Wärme umgewandelt, um das Werkstück zu erhitzen, so dass die Schweißnaht entsteht. Die Schweißzone kann auch einer Wärmebehandlung unterzogen werden, damit die Schweißnaht nicht sichtbar ist. Geschweißte Rohre haben im Allgemeinen engere dimensionsbezogene Toleranzen als nahtlose Rohre, und wenn sie in der gleichen Menge hergestellt werden, sind die Kosten geringer. Hauptsächlich für das Schweißen von unterschiedlichen Stahlschichten oder das Schweißen mit hoher Leistungsdichte, können Metallschweißteile schnell auf hohe Temperaturen erhitzt werden, wodurch refraktäre Metalle und Legierungen geschmolzen werden.
Unterpulverschweißprozess (SAW)
Der Unterpulverschweißprozess beinhaltet die Bildung eines Lichtbogens zwischen einer Drahtelektrode und dem Werkstück. Ein Flussmittel wird verwendet, um Schutzgase und Schlacke zu erzeugen. Während der Lichtbogen entlang der Fugenlinie bewegt wird, wird überschüssiges Flussmittel über einen Behälter entfernt. Da der Lichtbogen vollständig von der Flussmittelschicht bedeckt ist, ist er während des Schweißens normalerweise nicht sichtbar, und auch der Wärmeverlust ist äußerst gering. Es gibt zwei Arten von Unterpulverschweißprozessen: das longitudinale Unterpulverschweißen und das spiralförmige Unterpulverschweißen.
Beim longitudinalen Unterpulverschweißen werden die Längskanten der Stahlplatten zuerst durch Fräsen in U-Form abgeschrägt. Die Kanten der U-förmigen Platten werden dann verschweißt. Rohre, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, unterliegen einer Ausdehnungsoperation, um innere Spannungen abzubauen und eine perfekte dimensionsbezogene Toleranz zu erreichen.
Beim spiralförmigen Unterpulverschweißen verlaufen die Schweißnähte wie eine Helix um das Rohr herum. In beiden Methoden, dem längsgerichteten und dem spiralförmigen Schweißen, wird dieselbe Technologie verwendet; der einzige Unterschied besteht in der spiraligen Form der Nähte beim spiralförmigen Schweißen. Der Herstellungsprozess besteht darin, das Stahlband zu walzen, um die Walzrichtung einen Winkel zur Richtung des Rohrmittelpunkts haben zu lassen, Formen und Schweißen, sodass die Schweißnaht in einer Spirallinie liegt. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist die schlechte physische Dimension der Rohre und die längere Nahtlänge, die leicht zur Bildung von Mängeln oder Rissen führen kann.
Qualitätskontrolle
Es werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass das fertige Stahlrohr den Spezifikationen entspricht. Zum Beispiel werden Röntgengeräte verwendet, um die Dicke des Stahls zu regulieren. Die Geräte arbeiten, indem sie zwei Röntgenstrahlen verwenden. Ein Strahl wird auf einen Stahl mit bekannter Dicke gerichtet. Der andere wird auf den passierenden Stahl auf der Produktionslinie gerichtet. Wenn es Abweichungen zwischen den beiden Strahlen gibt, löst das Gerät automatisch eine Neugrößenanpassung der Walzen aus. Rohre werden am Ende des Prozesses auch auf Mängel überprüft. Eine Methode zur Prüfung eines Rohrs besteht darin, eine spezielle Maschine zu verwenden. Diese Maschine füllt das Rohr mit Wasser und erhöht dann den Druck, um zu sehen, ob es standhält. Mangelhafte Rohre werden zur Ausschussverarbeitung zurückgeschickt.
Spezifikationen
Es kann Verwirrung darüber geben, wie diese Materialien spezifiziert werden und was das für die genauen Eigenschaften des Rohrs bedeutet. Die American Society for Testing and Materials (ASTM) zusammen mit der American Society of Mechanical Engineers (ASME) und dem American Petroleum Institute (API) sind die am häufigsten zitierten Organisationen für Rohrspezifikationen in Nordamerika.
- Nominale Rohrgröße
Die Rohrgröße wird als “Nominale Rohrgröße” oder NPS angegeben. Der Ursprung der NPS-Zahlen für kleinere Rohre (< NPS 12) unterscheidet sich von dem Ursprung für Rohre mit größerem Durchmesser. Alle Rohre mit einer bestimmten NPS-Nummer haben jedoch denselben äußeren Durchmesser (OD). Der Innendurchmesser variiert je nach Wandstärke des Metalls. Der Grund dafür ist, dass dieselben tragenden Strukturen für alle Rohrleitungen einer bestimmten NPS-Nummer verwendet werden können, unabhängig von der Wandstärke.
- Zeitpläne
Stahlrohrzeitpläne werden verwendet, um die Wandstärke von Rohren zu beschreiben. Da es ein signifikanter Parameter ist, der die Festigkeit des Rohrs direkt beeinflusst, sollte er ordnungsgemäß kontrolliert werden. Ein Rohrzeitplan ist eine dimensionslose Zahl und wird auf der Grundlage der Entwurfsformel für die Wandstärke berechnet, unter Berücksichtigung des Entwurfsdrucks und der zulässigen Spannung. Mit zunehmender Zeitplannummer nimmt die Wandstärke des Rohrs zu. Die Zeitplannummer eines Rohrs definiert daher den Innendurchmesser, da der Außendurchmesser durch die NPS-Nummer festgelegt ist.
Rohrgewicht
Das Rohrgewicht kann abhängig von der NPS (Nominale Rohrgröße), die den Außendurchmesser definiert, und dem Zeitplan, der die Wandstärke von Rohren festlegt, berechnet werden. Die Formel verwendet das theoretische Gewicht von Stahl von 40,8 Pfund pro Quadratfuß pro 1 Zoll Dicke, um die Konstante zu bestimmen. Das Rohrgewicht wird durch folgende Formel dargestellt, wobei t die Dicke, OD der Außendurchmesser und W das Rohrgewicht ist: W = 10,69 x t (OD – t).
Normen
Herstellungsnormen
Herstellungsnormen für Rohre erfordern in der Regel eine Prüfung der chemischen Zusammensetzung und eine Reihe von mechanischen Festigkeitsprüfungen für jede Rohrcharge. Eine Rohrcharge wird aus demselben gegossenen Block geschmiedet und hat daher die gleiche chemische Zusammensetzung. Mechanische Tests können mit einer Charge von Rohren in Verbindung gebracht werden, die alle aus demselben Block stammen und die gleichen Wärmebehandlungsprozesse durchlaufen haben. Material mit diesen zugehörigen Prüfberichten wird als rückverfolgbar bezeichnet. Für kritische Anwendungen kann eine unabhängige Überprüfung dieser Tests durch Dritte erforderlich sein; in diesem Fall wird ein unabhängiges Labor einen zertifizierten Materialprüfbericht erstellen, und das Material wird als zertifiziert bezeichnet.
Einige weit verbreitete Rohrnomen oder Rohrleitungs-Klassen sind wie folgt:
- ASME SA106 Grad B (Nahtloses Kohlenstoffstahlrohr für Hochtemperaturdienst)
- ASTM A312 (Nahtloses und geschweißtes austenitisches Edelstahlrohr)
- ASTM C76 (Betonrohr)
- ASTM A36 (Kohlenstoffstahlrohr für tragende oder Niederdruckanwendungen)
- ASTM A795 (Stahlrohr speziell für Brandschutzanlagen)
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Fabrication of Pipe Spools
Quellen
[1] https://www.reliance-foundry.com/blog/steel-pipe#gref
[2] http://www.madehow.com/Volume-5/Steel-Pipe.html
[3] https://www.leoscoralloypipes.com/different-types-of-steel-pipes/
[4] https://www.thespruce.com/types-of-pipe-used-for-water-2718736
[5] http://www.dsstainlesssteel.com/difference-seamless-welded-tube-pipe/
[6] https://www.theprocesspiping.com/introduction-to-seamless-pipe-manufacturing/
[7] https://www.theprocesspiping.com/introduction-to-welded-pipe-manufacturing/
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Pipe_(fluid_conveyance)#Manufacture
