Das Schweißverfahren vondickwandige StahlrohreDie Wahl des Schweißverfahrens sollte sich nach dem Material und der Wandstärke dickwandiger Stahlrohre richten. Da verschiedene Schweißverfahren unterschiedliche Lichtbogenwärme und -kräfte aufweisen, besitzen sie auch unterschiedliche Eigenschaften. Beispielsweise zeichnet sich das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) durch eine niedrige Stromdichte, eine stabile Lichtbogenverbrennung und eine gute Schweißnahtbildung aus und eignet sich daher besonders für das Schweißen dünner Bleche, während es für dicke Bleche nicht geeignet ist. Das Plasmaschweißen hingegen zeichnet sich durch eine hohe Lichtbogensäulentemperatur und eine hohe Energiedichte aus. Der Plasmalichtbogen ist gut geradlinig, seine Steifigkeit und Flexibilität lassen sich in einem weiten Bereich einstellen, und es arbeitet stabil, ist aber komplexer in der Handhabung. Das Unterpulverschweißen (UP-Schweißen) bietet eine hohe Einbrandtiefe und eine hohe Schweißdrahtabschmelzleistung, wodurch die Schweißgeschwindigkeit deutlich gesteigert und die Schweißkosten gesenkt werden können. Allerdings sind die Arbeitsbedingungen und die Umgebungsbedingungen vergleichsweise ungünstig. Es zeigt sich, dass verschiedene Schweißverfahren unterschiedliche Leistungsmerkmale und Betriebskosten aufweisen. Die Wahl des geeigneten Schweißverfahrens in Abhängigkeit vom Material und der Wandstärke dickwandiger Stahlrohre ist daher entscheidend, um die Schweißqualität zu sichern, die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken.
Das Beizen dickwandiger Stahlrohre ist ein Verfahren, bei dem Zunder und Rost von der Stahloberfläche mit einer Säurelösung entfernt werden. Zu den Beizsäuren gehören Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure und Säuregemische. Nach dem Beizen und der Entfernung des Oberflächenzunders erfolgt eine Schmierbehandlung (Kohlenstoffstahl: Phosphorverseifung, Edelstahl: Butterkalk, Kupfer- und Aluminiumrohre: Ölen; nach dem alten Verfahren: Verkupferung) sowie die anschließende Tiefziehbearbeitung. Wird das dickwandige Stahlrohr nicht gebeizt, können sich Oxide und Ölrückstände auf der Oberfläche bilden, die durch die nukleare Energie der Phosphatierungslösung nicht entfernt werden können, wodurch die Qualität der Phosphatierung beeinträchtigt wird. Darüber hinaus können bei der Herstellung dickwandiger Stahlrohre nach mehreren Bearbeitungsschritten unachtsame Oberflächenfehler entstehen, die die Korrosionsbeständigkeit der Bauteile verringern und die Lebensdauer direkt beeinträchtigen.
Welche Schritte durchlaufen dickwandige Stahlrohre vor ihrer Verwendung?
1. Schneiden dickwandiger Stahlrohre: Je nach benötigter Rohrlänge sind Metallsägen oder zahnlose Sägen zum Schneiden der Rohre zu verwenden. Beim Wasserschweißen ist das Rohmaterial entsprechend zu schützen. Zum Schutz des Rohmaterials und der ursprünglichen Kunststoffschicht sind an beiden Bruchstellen feuerfeste und hitzebeständige Materialien als Schutzbleche anzubringen.
2. Verbindung dickwandiger Stahlrohre: Nach der Kunststoffreparatur die Rohre und Formstücke verbinden und montieren, während des Verbindungsvorgangs Gummipuffer zwischen die Flansche legen und die Schrauben bis zur Dichtheit festziehen.
3. Kunststoffbeschichtung dickwandiger Stahlrohre: Nach dem Polieren wird die Außenseite des Rohrstutzens mit Sauerstoff und C₂H₂ erhitzt, bis die innere Kunststoffschicht schmilzt. Anschließend wird der Stutzen von Fachkräften gleichmäßig mit dem vorbereiteten Kunststoffpulver beschichtet. Dabei ist darauf zu achten, dass die Beschichtung an der entsprechenden Stelle angebracht ist und die Kunststoffbeschichtung des Flansches oberhalb der Wasserstopplinie erfolgt. Die Heiztemperatur muss während des Beschichtungsprozesses streng kontrolliert werden. Ist die Temperatur zu hoch, bilden sich Blasen. Ist sie zu niedrig, schmilzt das Kunststoffpulver nicht vollständig. In diesen Fällen kann es nach Inbetriebnahme der Rohrleitung zu Ablösungen der Kunststoffschicht und damit zu Korrosion und Beschädigung des dickwandigen Stahlrohrs kommen.
4. Schleifen der Düse des dickwandigen Stahlrohrs: Nach dem Schneiden sollte die Kunststoffschicht der Düse mit einem Winkelschleifer poliert werden. Dies dient dazu, ein Schmelzen oder gar Verbrennen der Kunststoffschicht beim Flanschschweißen und damit eine Beschädigung des Rohrs zu vermeiden. Verwenden Sie einen Winkelschleifer, um die Kunststoffschicht der Düse abzuschleifen.
Um die Korrosionsbeständigkeit dickwandiger Stahlrohre zu verbessern und ihre Lebensdauer zu verlängern, sind Beizen und Passivieren der Oberfläche erforderlich, um einen Schutzfilm zu bilden. Dickwandige Stahlrohre zeichnen sich durch hohe Härtbarkeit, gute Bearbeitbarkeit, mäßige Kaltverformbarkeit und Schweißbarkeit aus. Darüber hinaus nimmt die Zähigkeit des Stahls während der Wärmebehandlung kaum ab, während er gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit, insbesondere nach dem Abschrecken in Wasser, aufweist. Er besitzt zwar eine hohe Zähigkeit, neigt jedoch stark zu Weißfleckenbildung, Anlasssprödigkeit und Überhitzungsempfindlichkeit während der Wärmebehandlung. Weitere Vorteile sind hohe Festigkeit und Härtbarkeit, gute Zähigkeit, geringe Verformung beim Abschrecken sowie hohe Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen und Langzeitfestigkeit. Es wird zur Herstellung von Schmiedeteilen verwendet, die eine höhere Festigkeit als 35CrMo-Stahl erfordern, sowie für größere vergütete Querschnitte, wie z. B. große Zahnräder für Lokomotiven, Getriebezahnräder für Kompressoren, Hinterachsen, hochbelastete Pleuelstangen und Federklammern. Es kann auch für Tiefbohrrohrverbindungen und Fangwerkzeuge für Ölbohrungen unterhalb von 2000 m verwendet werden und dient als Gussform für Biegemaschinen.
Veröffentlichungsdatum: 07.04.2023