Was ist ein nahtloses Rohr?
Nahtlose Rohre sind Rohre ohne Verbindungen.
Stahlrohre werden im Allgemeinen durch das Abrunden von Stahlplatten in eine zylindrische Form und das Verschweißen dieser Platten hergestellt. Das Vorhandensein dieser Verbindungen kann jedoch je nach Verwendungszweck zu erheblichen Festigkeitsproblemen führen (z. B. Austritt von Rohöl aus dem Rohr).
Nahtlose Rohre werden nach einem Verfahren (z. B. Mannesmann-Verfahren) hergestellt, bei dem keine Verbindungsstellen entstehen, die eine Verringerung der Festigkeit verursachen. Nahtlose Rohre werden daher überall dort eingesetzt, wo hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit gefordert sind.
Anwendungen für nahtlose Rohre
Nahtlose Rohre werden häufig für den Transport von Flüssigkeiten wie Gas, Öl und Wasser verwendet.
Es gibt auch viele Arten von nahtlosen Stahlrohren, wie z. B. Rohre für Bauzwecke.
- Nahtlose Rohre für das Bauwesen
- Nahtlose Stahlrohre für den Transport von Flüssigkeiten
- Nahtlose Stahlrohre für Hochdruckkessel
- Kaltgezogene nahtlose Präzisionsstahlrohre
Die Werkstoffe und Normen unterscheiden sich je nach Anwendung, so dass es notwendig ist, das richtige nahtlose Rohr für die jeweilige Anwendung auszuwählen.
Beispiele für spezifische Anwendungen sind Erdöl- und Erdgasanlagen, Kesselrohre in Wärmekraftwerken und Hochdruckrohre in Industriemaschinen.
Funktionsweise von nahtlosen Rohren
Das Mannesmann-Verfahren ist ein typisches Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre, das in diesem Abschnitt erläutert wird.
Vereinfacht gesagt, werden beim Mannesmann-Verfahren Rohre aus Rundstäben und nicht aus Stahlplatten geformt. Es entstehen also keine Verbindungsstellen.
Bei der Herstellung wird das Material für das rundstabförmige Rohr, der so genannte Knüppel, bei einer hohen Temperatur erhitzt, bis es hellrot wird (ca. 1300 °C). Wenn der Knüppel zum Walzen bereit ist, wird ein Werkzeug, ein so genannter Stopfen (zum Formen des Innendurchmessers nahtloser Rohre), gegen die Mitte des Knüppels gedrückt, um ihn zu einem Rohr zu formen.
Wenn der Stopfen gegen den Knüppel gedrückt wird, wie er ist, wird das überschüssige Fleisch (Knüppel, der seinen Weg verloren hat) aus der äußeren Form herausgedrückt und bildet kein Rohr, so dass der Stopfen geformt wird, während der äußere Umfang mit einer Walze (Kegel oder Trommel, etc.) gehalten wird. Auf diese Weise wird das überschüssige Fleisch nach vorne gedrückt und die Außenform kann geformt werden, während der Innendurchmesser geformt wird.
Eine der Stahlrohrwalztechniken ist also das Mannesmann-Verfahren.
Das Mannesmann-Verfahren ist die produktivste Art, nahtlose Rohre herzustellen. Andere Verfahren sind äußerst unproduktiv.
Im Allgemeinen können die Oberflächeneigenschaften aufgrund des rauen Walzens der heißen Knüppel minderwertig sein. Ebenso ist es relativ einfach, dickwandige Produkte herzustellen, bei denen der Walzprozess weniger anspruchsvoll ist. In diesem Zusammenhang gibt es Unternehmen, die sich auf dünnwandige Produkte spezialisiert haben, obwohl es sich um nahtlose Rohre handelt. Es ist wichtig, daran zu erinnern, dass es nahtlose Rohre mit kleinem Durchmesser und extrem dünnen Dicken wie 0,08 mm ebenso gibt wie nahtlose Großrohre mit einem Durchmesser von 426,0 mm.
Unterschiede zwischen nahtlosen und geschweißten Rohren
Der Unterschied zwischen nahtlosen und geschweißten Rohren besteht darin, ob bei der Herstellung der Rohre geschweißt wird oder nicht. Nahtlose Rohre werden in erster Linie deshalb benötigt, weil es zu Rillenkorrosion kommt.
Diese Rillenkorrosion ist eine V-förmige Korrosion, die an den Schweißnähten (im Inneren) der Rohre auftritt. Die Schweißnähte in Rohrleitungen sind hohen Temperaturen ausgesetzt, die die Zusammensetzung des Materials verändern. Der Unterschied im Gefüge zwischen der Schweißnaht und dem ursprünglichen Grundwerkstoff führt zu einem Potenzialunterschied, der Korrosion zur Folge hat. Ist die Korrosion erst einmal eingetreten, bilden sich Rillen, und die Korrosion schreitet beschleunigt voran, bis sie schließlich die Rohroberfläche erreicht oder aufgrund unzureichender Festigkeit zu Flüssigkeitsaustritt und Rohrschäden führt.
Nahtlose Rohre werden manchmal verwendet, um Rillenkorrosion zu verhindern, aber es gibt auch geschweißte Rohre, die als rillenkorrosionsbeständige Stahlrohre bezeichnet werden. Dabei wird die molekulare Zusammensetzung des Grundmetalls angepasst (Verringerung des Schwefelgehalts) und die Schweißnaht mit speziellen Elementen versehen. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Rillenkorrosion verringert. Obwohl sie teurer sind als normale Rohre, sind sie nicht so teuer wie nahtlose Rohre und werden häufig für Flüssigkeiten (z. B. Wasser) verwendet, bei denen keine Gefahr des Auslaufens besteht.
Preisunterschied zwischen nahtlosen und geschweißten Rohren
In diesem Abschnitt wird der Preisunterschied zwischen nahtlosen Rohren und geschweißten Rohren (hier am Beispiel von ERW-Stahlrohren) beschrieben. Als Material wird hier beispielhaft SUS 304 verwendet. Der Preis eines nahtlosen Rohrs ist etwa 1,5 bis 2 Mal höher als der eines ERW-Stahlrohrs. Der Preisunterschied ist gering, wenn der Rohrdurchmesser klein ist, aber der Preisunterschied nimmt zu, wenn der Durchmesser groß ist. Der Preis variiert auch leicht in Abhängigkeit von der Rohrdicke. Auch der Preis des Rohrmaterials selbst, z. B. Edelstahl, steigt oder sinkt. Daher gibt es zu verschiedenen Zeiten im Jahr Preisschwankungen. Beim Einkauf ist es wichtig, die neuesten Materialpreisschätzungen zu kennen, aber auch die Ergebnisse der Vergangenheit sind wichtig.
Allein die Rohrleitungen kosten das 1,5- bis 2-fache, so dass ein teilweiser Austausch von Rohrleitungen zwar nicht zu einem so großen Preisunterschied führt, die Gesamtkosten sich aber erheblich ändern, wenn eine neue Anlage gebaut wird. Daher ist es wichtig, die Kosten zu senken, indem die Rohrleitungen entsprechend dem zu fördernden Medium ausgewählt werden.