Rohrspulen

Nach dem Zuschneiden eines Rohrs auf Länge wird das Rohrende rechtwinklig zur Rohrachse ausgerichtet, um es für das Schweißen vorzubereiten. Das Anfasen ist der wesentliche Vorgang, um das Rohrende korrekt zu formen. Es ermöglicht eine nahtlose Verbindung mit einem anderen Rohr oder einer Rohrleitungskomponente, indem es eine für das Schweißen geeignete Fuge schafft.

Foto 2: Rohranfasung

Die Umformung bei der Herstellung von Rohrleitungen umfasst verschiedene Techniken wie Biegen, Strangpressen, Gesenkschmieden, Läppen und Aufweiten, die alle darauf abzielen, eine Komponente für eine Verbindung zu schaffen.

Obwohl die Standardisierung von geschweißten Rohrformstücken die Notwendigkeit dieses Herstellungsverfahrens verringert hat, bleibt es eine nach ASME B31.3 zulässige Option.

Das Kalt- oder Warmbiegen von geraden Rohren stellt eine Alternative zur Umformung dar und wird häufiger angewendet. Kleinrohrleitungen mit einem Durchmesser unter 2″ für Versorgungsleitungen können mit einem zugelassenen Verfahren gebogen werden. Größere Rohrleitungen, die für Reinigungs- oder Trennprozesse mit Molchen ausgestattet werden müssen, erfordern Bögen mit großem Radius – oft das Drei- bis Fünffache des Außendurchmessers –, um eine reibungslose Molchdurchfahrt zu gewährleisten. Solche Bögen werden durch Rohrbiegen realisiert.

Beim Rohrbiegen müssen drei kritische Maßabweichungen sorgfältig berücksichtigt werden:

• Dünnerwerden der Wandung
• Beulenbildung
• Ovalität

Ein umfassendes Biegeverfahren ist erforderlich, und eine geeignete Biegemethode muss gewählt werden, um diese Faktoren wirksam zu kontrollieren.

Das Dünnerwerden ist ein kritischer Punkt, da beim Biegen die Außenseite gedehnt und die Innenseite gestaucht wird.Diese Dehnung führt zu einer Reduktion der Wandstärke im äußeren Bereich, die genau überwacht werden muss, um Toleranzgrenzen nicht zu überschreiten.

Beulenbildung ist ebenfalls eine wichtige Sorge, da das Biegen die Innenwand staucht. Diese Stauchung führt jedoch nicht zwangsläufig zu einer Wandverdickung. Ab einem bestimmten Punkt besteht die Tendenz zur Beulenbildung an der Innenseite.

Ovalität ist ein weiterer kritischer Faktor, da der Querschnitt des gebogenen Rohrs eine ovale Form annehmen kann. Der Ovalitätsgrad ergibt sich aus der Differenz der Haupt- und Nebenachsen, geteilt durch den Nenndurchmesser des Rohrs. Die Kontrolle von Wanddünnung, Beulenbildung und Ovalität ist entscheidend für die Integrität und Maßgenauigkeit gebogener Rohre.

Foto 3: Rohrbiegen

Das Schweißen spielt eine zentrale Rolle in der Fertigung von Prozessrohrleitungssystemen und erfordert den Einsatz korrekter Verfahren und qualifizierter Schweißer zur Sicherstellung der Integrität und Zuverlässigkeit der Schweißverbindungen.

Eine klar definierte Schweißanweisung (WPS), die Grundwerkstoff, Zusatzwerkstoff, Schutzgase/Schlacken, Schweißpositionen und Wärmebehandlung eindeutig beschreibt, kann zu einer Schweißnaht führen, die die erforderlichen Eigenschaften aufweist und frei von Undichtigkeiten ist. Die beim Schweißen verwendeten spezifischen Parameter werden im Verfahrensprüfungsprotokoll (PQR) dokumentiert.

Fertigungsarbeiten sollten von Personal durchgeführt werden, das für die Arbeit gemäß der jeweiligen Schweißanweisung (WPS) qualifiziert ist. Gemäß den Richtlinien der ASME Section IX muss ein geprüfter Schweißer, der für eine bestimmte WPS über einen festgelegten Zeitraum keine Schweißarbeiten ausgeführt hat, eine Nachqualifikation durchlaufen. Dies stellt sicher, dass die Fähigkeiten und Qualifikationen der Schweißer aktuell bleiben und den geltenden Normen entsprechen.

Fehlerhafte Schweißnähte, die repariert werden müssen, sind bis auf das Grundmaterial zurückzuschleifen. Die Reparaturschweißung muss der korrekten Schweißanweisung (WPS) entsprechen, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Konturfläche in Profil und Abmessungen vom Original abweichen kann. Vorerwärmung und Wärmebehandlung sollten den Vorgaben der ursprünglichen Schweißung entsprechen.

In Fertigungswerkstätten und auf Baustellen werden häufig zwei Schweißnahtarten verwendet: Stumpfnaht- und Muffenschweißung. Aufgrund der besseren Ausstattung und des kontrollierten Umfelds ist die Fertigungswerkstatt in der Regel der bevorzugte Ort für Schweißarbeiten, wenn möglich.

Die Stumpfnaht erfordert spezielle Endvorbereitungen und kann bei Rohren aller handelsüblichen Größen angewendet werden.Die Muffenschweißung hingegen ist nur für Rohre bis NPS 4 (DIN 100) vorgesehen.

Die Vorerwärmung vor dem Schweißprozess dient dazu, die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißnaht zu verlangsamen.Diese gezielte Verzögerung der Abkühlung erhöht die Duktilität sowohl in der Schweißnaht als auch in der Wärmeeinflusszone (HAZ). Die Vorerwärmung begünstigt die effektivere Diffusion von gelöstem Wasserstoff. Sie trägt zur Verringerung von Schrumpfung, Verzug und möglicher Rissbildung durch Eigenspannungen in der Schweißstruktur bei.

Foto 4: Rohrschweißung