Industrielle Fertigungstechnologie für geradnahtgeschweißte Stahlrohre mit großem Durchmesser mittels Unterpulver-Lichtbogenschweißen

Geradlinige, im Tauchbogenverfahren hergestellte Stahlrohre mit großem Durchmesser werden hauptsächlich für den Pipeline-Transport von Öl und Gas auf See und an Land, Erdöl und Erdgas, Kohle und mineralischen Stoffen sowie anderen Medien eingesetzt. Sie eignen sich besonders für das derzeit in meinem Land im Bau befindliche West-Ost-Gastransportprojekt und können auch zur Substitution von Exporten und Importen verwendet werden.

Internationale Rohrherstellungstechnologien und -merkmale. Zu den Umformverfahren für die Herstellung von geradnahtgeschweißten Stahlrohren mit großem Durchmesser im Ausland gehören: das UOE-Verfahren, das CFE-Walzformverfahren, das RBE-Walzbiegeformverfahren, das JCOE-Formverfahren, das C-Formverfahren und das PFP-Stufenbiegeverfahren. Eine kurze Einführung folgt:

1. Beim UOE-Verfahren wird die vorgebogene Stahlplatte zunächst in einer U-Formpresse und anschließend in einer O-Formpresse zu einem O geformt. Danach wird sie zu einem Rohr verschweißt und der Gesamtdurchmesser erweitert. Das UOE-Verfahren zählt zu den fortschrittlichsten Umformverfahren weltweit. Weltweit sind derzeit fast 30 Anlagen dieser Art im Einsatz. Das UOE-Verfahren zeichnet sich durch hohe Produktionseffizienz und gute Produktqualität aus, ist jedoch kostenintensiv und erfordert hohe Investitionskosten.

2. Die Walzenformmaschine des CFE-Verfahrens besteht aus einem Formrahmen, einem Flachwalzenrahmen, einer Kantenbiegewalze und einer kleinen Walzenreihe. Durch die Anordnung vieler identischer kleiner Walzenreihen verläuft die Kante des Stahlblechs während des Formprozesses nahezu geradlinig, wodurch das Phänomen der Kantenstreckung vermieden wird. Das CFE-Verfahren erzielt eine hohe Formqualität, die der des UOF-Verfahrens entspricht. Im Gegensatz zu anderen Formverfahren werden bei diesem Verfahren warmgewalzte Stahlcoils als Rohmaterial verwendet. Es eignet sich hauptsächlich für die Produktion großer Serien und einheitlicher Stahlrohrtypen, ist jedoch für die Herstellung von hochfesten dickwandigen Stahlrohren und Stahlrohren mit großem Durchmesser weniger geeignet.

3. Beim RBE-Walzbiegeverfahren wird das Stahlblech mehrfach zwischen drei oder vier Walzen gewalzt. Die so hergestellten geschweißten Rohre weisen ähnliche Eigenschaften wie UOE-geschweißte Rohre auf. Das RBE-Verfahren zeichnet sich durch geringe Investitionskosten, schnellen Fabrikbau, moderate Produktionsleistung, hohe Flexibilität und gute Marktanpassungsfähigkeit aus. In den letzten Jahren wurde dieses Verfahren in einigen Entwicklungsländern angewendet. Da bei diesem Formverfahren jedoch keine Abstützung in der Mitte der oberen Walze vorhanden ist und die Steifigkeit begrenzt ist, darf der Durchmesser des geformten Stahlrohrs nicht unter 508 mm (20 Zoll) liegen, was den Marktanteil verringert. Der Durchmesser vieler Rohre in meinem Land liegt unter 508 mm.

4. Beim JCOE-Formverfahren wird die Stahlplatte zunächst in einer Hydraulikpresse J-förmig gepresst. Nach dem Pressen der Kanten an beiden Seiten wird sie durch mehrfaches Stanzen in eine C-Form gebracht. Abschließend wird sie durch eine halb-O-förmige obere Form in eine O-Form gepresst. Die Produktqualität des JCOE-Verfahrens ist vergleichbar mit der von UOE-geschweißten Rohren, und die Produktionskosten sind deutlich niedriger als bei der UOE-Anlage, allerdings ist die Produktionseffizienz geringer.

5. Beim C-Formverfahren werden die U- und O-Pressen der UOE-Anlage durch zwei C-Formmaschinen ersetzt. Der Formprozess läuft wie folgt ab: Die vorgebogene Stahlplatte wird zunächst auf einer Presse halbiert und anschließend auf einer zweiten Presse weiterverformt. Die andere Hälfte der Stahlplatte wird auf der zweiten Presse zu einem O-förmigen Rundrohr geformt. Die mit dem C-Formverfahren hergestellten Schweißrohre zeichnen sich durch geeignete Abmessungen, moderate Produktionsmengen und niedrige Produktionskosten aus.

6. Das PFP-Verfahren (Progressive-Flexible-Biege-Forming) besteht darin, die Stahlplatte mit vorgebogenem Ende in der Presse in kleineren Schritten und wiederholt zu biegen und sie anschließend mittels einer Rohrschweißmaschine zu einem Rundrohr zu formen. Da beim PFP-Verfahren nur geringe Presskräfte pro Schritt benötigt werden, ist die Presskraft gering und die Investitionskosten sind niedrig. Mit diesem Verfahren lassen sich geschweißte Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern und Wandstärken herstellen. Der Durchmesser kann bis zu 406 mm betragen, und die Qualität der gefertigten Rohre ist relativ hoch. Die Ausbeute ist gut und moderat.


Veröffentlichungsdatum: 08.01.2025

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