Die Wahl des Schweißverfahrens für dickwandige Stahlrohre richtet sich nach dem Werkstoff und der Wandstärke. Da sich die verschiedenen Schweißverfahren hinsichtlich Lichtbogenwärme und -kraft unterscheiden, weisen sie auch unterschiedliche Eigenschaften auf. Beispielsweise zeichnet sich das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) durch eine geringe Stromdichte, einen stabilen Lichtbogen und eine gute Schweißnahtbildung aus und eignet sich besonders für dünne Bleche, ist aber für dicke Bleche weniger geeignet. Das Plasmaschweißen hingegen bietet eine hohe Lichtbogentemperatur, eine hohe Energiedichte, eine gute Geradlinigkeit des Lichtbogens, einen großen Einstellbereich für Steifigkeit und Flexibilität sowie einen stabilen Betrieb, ist aber in der Handhabung komplexer. Das Unterpulverschweißen (UP-Schweißen) zeichnet sich durch hohe Einbrandtiefe und hohe Schweißdrahtabschmelzleistung aus, wodurch die Schweißgeschwindigkeit deutlich gesteigert und die Schweißkosten gesenkt werden können. Allerdings sind die Arbeitsbedingungen und die Umweltbelastung vergleichsweise gering. Es zeigt sich, dass die verschiedenen Schweißverfahren unterschiedliche Leistungsmerkmale und Betriebskosten aufweisen. Die Wahl des geeigneten Schweißverfahrens in Abhängigkeit von Werkstoff und Wandstärke der dickwandigen Stahlrohre ist daher von entscheidender Bedeutung, um die Schweißqualität zu sichern, die Produktivität zu steigern und die Kosten zu reduzieren.
Das Beizen dickwandiger Stahlrohre ist ein Verfahren, bei dem mit einer Säurelösung Zunder und Rost von der Stahloberfläche entfernt werden. Zu den verwendeten Beizmitteln gehören Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure und Säuregemische. Beim Beizen wird der Oberflächenzunder entfernt. Anschließend erfolgt eine Schmierbehandlung (Kohlenstoffstahl: Phosphorverseifung, Edelstahl: Talgkalk, Kupfer- und Aluminiumrohre: Ölen, gefolgt von der traditionellen Kupferplattierung) und der Weiterverarbeitung. Unbehandelte dickwandige Stahlrohre können Oxid- und Ölrückstände auf der Oberfläche aufweisen, die von der Phosphatierungslösung nicht entfernt werden können, was die Qualität der Phosphatierung beeinträchtigt. Darüber hinaus können während der Herstellung dickwandiger Stahlrohre nach mehreren Bearbeitungsschritten unachtsame Oberflächenfehler entstehen, die die Korrosionsbeständigkeit verringern und die Lebensdauer beeinträchtigen.
Welche Details müssen vor dem Einsatz des dickwandigen Stahlrohrs bearbeitet werden?
1. Schneiden dickwandiger Stahlrohre: Entsprechend der benötigten Rohrlänge ist das Rohr mit einer Metallsäge oder einer zahnlosen Säge zu schneiden. Beim Wasserschweißen ist ein entsprechender Schutz des Rohmaterials erforderlich. Zum Schutz der Rohmaterialien sind an beiden Bruchstellen feuer- und hitzebeständige Materialien als Schutzbleche anzubringen. Diese fangen Funken und herabfallende heiße Stahlspäne auf und schützen die ursprüngliche Kunststoffschicht des Rohmaterials.
2. Verbindung dickwandiger Stahlrohre: Nach dem Einfüllen des Kunststoffs werden Rohr und Rohrverbindungsstücke verbunden und montiert. Beim Verbindungsvorgang werden Gummipuffer zwischen die Flansche eingelegt und die Schrauben dicht angezogen.
3. Kunststoffbeschichtung dickwandiger Stahlrohre: Nach dem Schleifen wird die Rohrmündung von außen mit Sauerstoff und C₂H₂ erhitzt, bis die innere Kunststoffschicht schmilzt. Anschließend tragen die Fachkräfte das vorbereitete Kunststoffpulver gleichmäßig auf die Rohrmündung auf. Dabei ist darauf zu achten, dass die Beschichtung an der vorgesehenen Stelle erfolgt und die Flanschbeschichtung oberhalb der Wasserstopplinie aufgetragen wird. Die Heiztemperatur muss während des gesamten Prozesses streng kontrolliert werden. Ist die Temperatur zu hoch, bilden sich Blasen während der Beschichtung. Ist sie zu niedrig, schmilzt das Kunststoffpulver nicht vollständig. In beiden Fällen kann sich die Kunststoffschicht nach der Inbetriebnahme der Rohrleitung ablösen, und die dickwandigen Stahlrohrteile werden später korrodiert und beschädigt.
4. Schleifen der Rohrmündung dickwandiger Stahlrohre: Nach dem Schneiden sollte die Kunststoffschicht der Rohrmündung mit einem Winkelschleifer poliert werden. Dadurch wird verhindert, dass die Kunststoffschicht beim Flanschschweißen schmilzt oder gar verbrennt und die Rohrleitung beschädigt wird. Verwenden Sie einen Winkelschleifer, um die Kunststoffschicht der Rohrmündung zu schleifen.
Um die Korrosionsbeständigkeit dickwandiger Stahlrohre zu verbessern und deren Lebensdauer zu verlängern, müssen diese gebeizt und passiviert werden, um einen Schutzfilm auf der Oberfläche zu bilden. Dickwandige Stahlrohre zeichnen sich durch hohe Härtbarkeit, gute Bearbeitbarkeit, mittlere Kaltverformbarkeit und Schweißbarkeit aus. Die Zähigkeit des Stahls nimmt während der Wärmebehandlung nur geringfügig ab, während er gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist, insbesondere nach dem Abschrecken in Wasser. Er behält seine hohe Zähigkeit bei, neigt jedoch zu Weißfleckenbildung, Anlasssprödigkeit und Überhitzungsempfindlichkeit während der Wärmebehandlung. Er besitzt hohe Festigkeit und Härtbarkeit, gute Zähigkeit, geringe Verformung beim Abschrecken sowie hohe Kriechfestigkeit und Langzeitfestigkeit bei hohen Temperaturen. Er wird zur Herstellung von Schmiedeteilen verwendet, die eine höhere Festigkeit als 35CrMo-Stahl erfordern und größere vergütete Querschnitte aufweisen, wie beispielsweise große Zahnräder für Lokomotiven, Getriebezahnräder für Kompressoren, Hinterachsen, Pleuelstangen und Federklammern mit hohen Belastungen. Es kann auch für Tiefbohrrohrverbindungen und Bergungswerkzeuge unterhalb von 2000 m verwendet werden und eignet sich zum Biegen von Maschinenformen.
Veröffentlichungsdatum: 16. April 2025