Nahtloser Stahlbogen: Ein Stahlbogen ist ein Rohrformstück, das am Ende einer Rohrleitung eingesetzt wird. Er macht etwa 80 % aller in Rohrleitungssystemen verwendeten Rohrformstücke aus. Für Stahlbögen unterschiedlicher Materialien und Wandstärken werden üblicherweise verschiedene Umformverfahren gewählt. Gängige Umformverfahren für nahtlose Stahlbögen sind beispielsweise Warmpressen, Stanzen und Extrudieren. Beim Warmpressen wird der Rohling mithilfe einer speziellen Stahlbogenpresse, einer Kernform und einer Heizvorrichtung unter dem Druck der Presse vorwärtsbewegt. Dabei wird der Rohling erhitzt, gedehnt und gebogen. Die Verformungseigenschaften des Warmpressverfahrens bestimmen den Durchmesser des Rohlings nach dem Gesetz der Volumenänderung des Metalls vor und nach der plastischen Verformung. Der Durchmesser des verwendeten Rohlings ist kleiner als der Durchmesser des Stahlbogens. Der Verformungsprozess des Rohlings wird durch die Kernform gesteuert, sodass das komprimierte Metall im inneren Bogen fließt und die durch die Durchmessererweiterung bedingte Wanddickenverringerung an anderen Stellen ausgleicht, wodurch ein Stahlbogen mit gleichmäßiger Wandstärke entsteht.
Das Warmumformverfahren für Stahlrohrbögen zeichnet sich durch ein ansprechendes Erscheinungsbild, gleichmäßige Wandstärke und kontinuierlichen Betrieb aus und eignet sich daher für die Massenproduktion. Aus diesem Grund hat es sich zum Hauptumformverfahren für Rohrbögen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl entwickelt und wird auch zur Herstellung von Edelstahlrohrbögen bestimmter Spezifikationen eingesetzt.
Zu den Erwärmungsmethoden im Umformprozess gehören die Mittel- oder Hochfrequenz-Induktionserwärmung (die Heizspule kann aus mehreren Spulen oder einer einzelnen Spule bestehen), die Flammenerwärmung und die Erwärmung in einem Flammofen. Die gewählte Erwärmungsmethode hängt von den Anforderungen an das Umformprodukt und der verfügbaren Energie ab. Das Stanzen von Stahlrohrbögen ist das älteste Umformverfahren, das in der Massenproduktion nahtloser Stahlrohrbögen eingesetzt wurde. Bei der Herstellung gängiger Spezifikationen von Stahlrohrbögen wurde es durch Warmpressen oder andere Umformverfahren ersetzt. Bei einigen Spezifikationen von Stahlrohrbögen sind die Produktionsmengen jedoch gering und die Wandstärken zu groß oder zu klein.
Das Verfahren kommt weiterhin zum Einsatz, wenn besondere Anforderungen an das Produkt gestellt werden. Beim Stanzformen von Stahlrohrbögen wird ein Rohrrohling mit dem gleichen Außendurchmesser wie der Stahlrohrbogen verwendet und mittels einer Presse direkt in die Form gepresst.
Vor dem Stanzen wird der Rohrrohling auf die untere Matrize gelegt, der Innenkern und die Endmatrize werden in den Rohrrohling eingesetzt, und die obere Matrize senkt sich ab, um den Pressvorgang zu starten. Der Stahlbogen wird durch die Spannung der Außenmatrize und die Unterstützung der Innenmatrize geformt.
Im Vergleich zum Warmpressverfahren ist die Oberflächenqualität beim Stanzen von Stahlrohren geringer. Der Außenbogen des gestanzten Stahlrohrbogens wird während der Umformung gestreckt, und es gibt kein überschüssiges Material an anderen Stellen, um dies auszugleichen. Dadurch verringert sich die Wandstärke am Außenbogen um etwa 10 %. Aufgrund seiner Eignung für die Einzelteilfertigung und der geringen Kosten wird das Stanzverfahren jedoch hauptsächlich für die Herstellung kleiner Serien und dickwandiger Stahlrohrbögen eingesetzt.
Geprägte Stahlrohrbögen werden in kalt- und warmgeformte Produkte unterteilt. Die Wahl zwischen Kalt- und Warmumformung richtet sich in der Regel nach den Materialeigenschaften und der Anlagenkapazität.
Beim Umformen des kaltgepressten Stahlrohrbogens wird der Rohrrohling mithilfe einer speziellen Stahlrohrbogen-Umformmaschine in die Außenmatrize eingelegt. Nach dem Schließen der Ober- und Untermatrize bewegt sich der Rohrrohling unter dem Druck einer Schubstange durch den Spalt zwischen Innen- und Außenmatrize und wird so vollständig umgeformt.
Die im Kaltfließpressverfahren mit Innen- und Außendüsen hergestellten Stahlrohrbögen zeichnen sich durch ein ansprechendes Aussehen, gleichmäßige Wandstärke und geringe Maßabweichungen aus. Daher wird dieses Verfahren häufig zur Herstellung von Edelstahlrohrbögen, insbesondere dünnwandigen Edelstahlrohrbögen, eingesetzt. Es erfordert eine hohe Präzision der verwendeten Innen- und Außendüsen; auch die Anforderungen an die Wandstärkentoleranz des Rohrrohlings sind relativ hoch.
Mittelplattenschweißen: Die Mittelplatte wird gepresst, um die Hälfte des Stahlbogens zu formen, und anschließend werden die beiden Hälften miteinander verschweißt. Dieses Verfahren wird üblicherweise für Stahlbögen ab DN700 verwendet. Neben den drei oben genannten gängigen Umformverfahren kommt bei nahtlosen Stahlbögen auch ein Verfahren zum Einsatz, bei dem der Rohrrohling in die Außenmatrize extrudiert und anschließend durch eine Kugelformmaschine in Form gebracht wird. Dieses Verfahren ist jedoch relativ komplex und aufwendig in der Handhabung, und die Formqualität ist nicht so gut wie bei den zuvor genannten Verfahren, weshalb es selten angewendet wird.
Veröffentlichungsdatum: 20. Dezember 2024