SpiralstahlrohreSpiral- und geradnahtgeschweißte Stahlrohre unterscheiden sich in ihren technischen Eigenschaften und Herstellungsverfahren. Sie weisen zahlreiche Unterschiede in der Produktion auf, haben unterschiedliche Funktionen und Einsatzgebiete und unterscheiden sich auch in ihrem Nutzen. Die technischen Eigenschaften von Spiral- und geradnahtgeschweißten Stahlrohren sind wie folgt:
Der erste Unterschied liegt im Schweißprozess:
Hinsichtlich des Schweißprozesses ist das Schweißverfahren für Spiral- und Glattnahtstahlrohre identisch. Glattnahtstahlrohre weisen jedoch zwangsläufig viele T-förmige Schweißnähte auf, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Schweißfehlern deutlich steigt. An den T-förmigen Schweißnähten entstehen hohe Eigenspannungen, und das Schweißgut befindet sich häufig in einem dreidimensionalen Spannungszustand, was die Rissbildung begünstigt. Darüber hinaus weist jede Schweißnaht beim Unterpulverschweißen einen Lichtbogenstart- und einen Lichtbogenlöschpunkt auf, was ebenfalls zu weiteren Schweißfehlern führt. Daher wird bei der Herstellung von Spiralstahlrohren eine hohe Qualitätssicherung gewährleistet, um sicherzustellen, dass die Produkte keine Mängel wie Risse aufweisen.
• Festigkeitseigenschaften von spiralgefalzten und geradnahtgefalzten Stahlrohren:
Wird ein Rohr Innendruck ausgesetzt, entstehen in der Rohrwand üblicherweise zwei Hauptspannungen: die Radialspannung δY und die Axialspannung δX. Die resultierende Spannung an der Schweißnaht beträgt δ = δY (l/4 sin²α + cos²α)1/2, wobei α der Steigungswinkel der Schweißnaht des spiralgeschweißten Stahlrohrs ist. Der Steigungswinkel der spiralgeschweißten Stahlrohrschweißnaht liegt im Allgemeinen zwischen 50 und 75 Grad, sodass die resultierende Spannung an der Spiralschweißnaht 60 bis 85 % der Hauptspannung des geradnahtgeschweißten Stahlrohrs beträgt. Bei gleichem Betriebsdruck kann die Wandstärke des spiralgeschweißten Stahlrohrs mit gleichmäßigem Rohrdurchmesser im Vergleich zum geradnahtgeschweißten Stahlrohr reduziert werden.
• Metallurgische Eigenschaften von spiralgeschweißten und geradnahtgeschweißten Stahlrohrwerkstoffen:
Längsgeschweißte Rohre werden aus Stahlblechen hergestellt, während spiralgeschweißte Stahlrohre aus warmgewalzten Coils gefertigt werden. Das Walzverfahren im Warmbandwalzwerk bietet eine Reihe von Vorteilen und ermöglicht die metallurgische Herstellung von hochwertigem Rohrleitungsstahl. Beispielsweise ist am Auslaufportal ein Wasserkühlsystem installiert, um die Abkühlung zu beschleunigen. Dies erlaubt die Verwendung niedriglegierter Stähle, wodurch spezielle Festigkeitsklassen und Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen erzielt und somit die Schweißbarkeit des Stahls verbessert werden. Ein solches System ist in Stahlblechwerken nicht vorhanden. Der Legierungsgehalt (Kohlenstoffäquivalent) der Coils ist tendenziell niedriger als der von Stählen ähnlicher Güte, was ebenfalls die Schweißbarkeit von spiralgeschweißten Stahlrohren verbessert.
Erklärenswert ist, dass die Walzrichtung des spiralgeschweißten Stahlrohrs nicht senkrecht zur Achse des Stahlrohrs verläuft (die Klemmung hängt vom Steigungswinkel des Stahlrohrs ab), während die Walzrichtung der Stahlplatte des geradnahtgeschweißten Stahlrohrs senkrecht zur Achse des Stahlrohrs verläuft. Daher ist die Rissbeständigkeit des Materials von spiralgeschweißten Stahlrohren besser als die von geradnahtgeschweißten Stahlrohren.
Spiralgeschweißte und geradnahtgeschweißte Stahlrohre werden hinsichtlich Schweißverfahren, metallurgischer Eigenschaften und Festigkeitseigenschaften systematisch verglichen. Die Unterschiede und wesentlichen Abweichungen zwischen beiden werden analysiert, und das Schweißverfahren sowie die Schweißmethode für jedes Rohrformstück werden detailliert beschrieben.
Veröffentlichungsdatum: 11. Juli 2023