Novelty Steel ist ein Hersteller mit herausragender Kompetenz und Erfahrung in der Rohrleitungsfertigung f\u00fcr Anwendungen mit Kohlenstoffstahl und Edelstahl.<\/span><\/h2>\nEin Rohrleitungssystem, \u00e4hnlich einem Netz von Arterien, ist entscheidend f\u00fcr den Transport von Prozessfl\u00fcssigkeiten innerhalb einer Anlage. Es verbindet verschiedene Ger\u00e4te, die zur Veredelung von Produkten erforderlich sind. <\/span><\/h2>\n<\/div> Inhaltsverzeichnis<\/span><\/u><\/span><\/p>\n<\/div>- Ein Rohrleitungssystem, \u00e4hnlich einem Netz von Arterien, ist entscheidend f\u00fcr den Transport von Prozessfl\u00fcssigkeiten innerhalb einer Anlage. Es verbindet verschiedene Ger\u00e4te, die zur Veredelung von Produkten erforderlich sind. <\/span><\/a>
- 1. Einf\u00fchrung<\/span><\/a><\/li>
- 2. Auswahl der Rohrverbindung
<\/span><\/a>- 2.1 Art der Prozessfl\u00fcssigkeit<\/span><\/a><\/li>
- 2.2 Druck und Temperatur<\/span><\/a><\/li>
- 2.3 Materialvertr\u00e4glichkeit<\/span><\/a><\/li>
- 2.4 Abmessung<\/span><\/a><\/li>
- 2.5 Korrosion<\/span><\/a><\/li>
- 2.6 Verbindungstyp<\/span><\/a><\/li>
- 2.7 Wartung<\/span><\/a><\/li><\/ul><\/li>
- 3. Geschwei\u00dfte Verbindungen in Rohrleitungen
<\/span><\/a>- 3.1 Schwei\u00dfen von Edelstahlrohren
<\/span><\/a><\/li>- 3.2 Stumpfschwei\u00dfung<\/span><\/a><\/li>
- 3.2 Muffenschwei\u00dfung<\/span><\/a><\/li><\/ul><\/li>
- 4. Schwei\u00dftechniken f\u00fcr Rohrleitungen<\/span><\/a>
- 4.1 Lichtbogenschwei\u00dfen<\/span><\/a><\/li>
- 4.2 Autogenschwei\u00dfen<\/span><\/a><\/li>
- 4.3 Unterpulverschwei\u00dfen<\/span><\/a><\/li>
- 4.4 Wolfram-Inertgasschwei\u00dfen (WIG-Schwei\u00dfen)<\/span><\/a><\/li>
- 4.5 Metall-Inertgasschwei\u00dfen (MIG-Schwei\u00dfen)<\/span><\/a><\/li><\/ul><\/li>
- 5. W\u00e4rmebehandlung von geschwei\u00dften Rohrleitungen<\/span><\/a><\/li>
- 6. Zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung (NDE) von Rohrleitungsfertigungen<\/span><\/a>
- 6.1 Sichtpr\u00fcfung<\/span><\/a><\/li>
- 6.2 Magnetpulverpr\u00fcfung<\/span><\/a><\/li>
- 6.3 Farbeindringpr\u00fcfung<\/span><\/a><\/li>
- 6.4 R\u00f6ntgenpr\u00fcfung<\/span><\/a><\/li>
- 6.5 Ultraschallpr\u00fcfung<\/span><\/a><\/li><\/ul><\/li>
- 7. Flanschverbindungen in Rohrleitungen<\/span><\/a>
- 7.1 Vorschwei\u00dfflansche<\/span><\/a><\/li>
- 7.2 Muffenschwei\u00dfflansch<\/span><\/a><\/li>
- 7.3 Gewindeflansch<\/span><\/a><\/li>
- 7.4 Einschwei\u00dfflansch<\/span><\/a><\/li>
- 7.5 Losflanschverbindung<\/span><\/a><\/li>
- Wissenszentrum<\/span><\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/div><\/div>
1. Einf\u00fchrung<\/span><\/h3>\nUm den Fluss zu steuern und seine Richtung zu \u00e4ndern, werden Rohre mit verschiedenen Komponenten, Ventilen und Prozessger\u00e4ten verbunden, um ein vollst\u00e4ndiges System zu bilden. Der Rohrleitungsingenieur hat eine Vielzahl von M\u00f6glichkeiten, geeignete Verbindungsverfahren f\u00fcr ein bestimmtes Prozessrohrleitungssystem auszuw\u00e4hlen. Einige Verbindungsarten innerhalb eines Rohrleitungssystems sind: <\/p>\n
\n- Flanschverbindung \u2013 mit Schwei\u00dfhals-, Muffenschwei\u00df-, Gewinde- oder \u00dcberlappungsflanschen.<\/li>\n
- Stumpfschwei\u00dfverbindung \u2013 mit einer vollst\u00e4ndigen Durchschwei\u00dfung.<\/li>\n
- Muffenschwei\u00dfverbindung \u2013 mit Kehln\u00e4hten und Muffen.<\/li>\n
- Gewindeverbindung \u2013 mit Schraubmuffen.<\/li>\n
- Nabeverbindungen \u2013 mit speziellen Naben und Ringen.<\/li>\n
- Mechanische Kupplung \u2013 Victaulic-Kupplungen.<\/li>\n
- L\u00f6tverbindung<\/li>\n<\/ul>\n
Alle Verbindungsarten bei Rohrleitungen bergen ein Leckagerisiko. Daher ist es entscheidend, Materialien und Pr\u00fcfverfahren sorgf\u00e4ltig auszuw\u00e4hlen, um Fl\u00fcssigkeitsverluste im Betrieb zu minimieren. Die gew\u00e4hlte Verbindung muss \u00fcber die gesamte Lebensdauer der Anlage dicht bleiben. Zu ber\u00fccksichtigende Faktoren sind: <\/p>\n
\n- Art der Prozessfl\u00fcssigkeit, einschlie\u00dflich ihrer Toxizit\u00e4t und Viskosit\u00e4t.<\/li>\n
- Auslegungstemperaturbereich.<\/li>\n
- Auslegungsdruck.<\/li>\n
- Mechanische Festigkeit des Grundmaterials, wie Zugfestigkeit und Streckgrenze.<\/li>\n
- Gr\u00f6\u00dfe und Gewicht der Bauteile.<\/li>\n
- Risiken von Erosion und Korrosion.<\/li>\n
- Ob die Verbindung dauerhaft oder tempor\u00e4r sein soll und ob eine Schnelltrennung erforderlich ist.<\/li>\n
- Verf\u00fcgbarkeit qualifizierter Arbeitskr\u00e4fte.<\/li>\n
- Anfallende Kosten.<\/li>\n
- Wartungsfreundlichkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit der Verbindung.<\/li>\n
- Erwartete Lebensdauer der Anlage.<\/li>\n
- F\u00e4higkeit, Vibrationen standzuhalten.<\/li>\n
- M\u00f6gliche \u00e4u\u00dfere Einwirkungen durch Personen, Fahrzeuge usw.<\/li>\n
- Einfachheit der Fertigung oder Montage.<\/li>\n
- Verf\u00fcgbarkeit der erforderlichen Materialien und Komponenten.<\/li>\n<\/ol>\n
Obwohl die Checkliste zur Auswahl von Rohrverbindungsmaterialien umfangreich ist, schlie\u00dfen die ersten vier Punkte viele Materialien sofort aus. Dar\u00fcber hinaus verwenden viele Rohrleitungssysteme unterschiedliche Verbindungsarten, um den spezifischen Anforderungen der Anlage gerecht zu werden. <\/p>\n
2. Auswahl der Rohrverbindung
<\/span><\/h3>\n2.1 Art der Prozessfl\u00fcssigkeit<\/span><\/h4>\nNachfolgend sind die drei Hauptarten von transportierten Fl\u00fcssigkeiten aufgef\u00fchrt:<\/p>\n
\n- Gef\u00e4hrliche Prozesse \u2013 siehe ASME 31.3, Kategorie M.<\/li>\n
- Nicht gef\u00e4hrliche Prozesse \u2013 siehe ASME B31.3, Normalfl\u00fcssigkeitsdienst (NFS).<\/li>\n
- Versorgungsdienste \u2013 siehe ASME 31.3, Kategorie D<\/li>\n<\/ul>\n
Bei Prozessfl\u00fcssigkeiten wie Ammoniak und konzentrierten S\u00e4uren, die als gef\u00e4hrlich gelten, stellen selbst geringf\u00fcgige Leckagen erhebliche Risiken f\u00fcr Personal und Anlage dar. In solchen F\u00e4llen hat die effizienteste Rohrverbindung Vorrang vor Kostenaspekten. Die bevorzugte Wahl ist in diesen F\u00e4llen eine Stumpfschwei\u00dfverbindung, da sie die zuverl\u00e4ssigste Option mit der geringsten Ausfallwahrscheinlichkeit darstellt. Diese Zuverl\u00e4ssigkeit wird durch die Einf\u00fchrung eines strengen Pr\u00fcfregimes weiter erh\u00f6ht. <\/p>\n
2.2 Druck und Temperatur<\/span><\/h4>\n\n- Flanschverbindungen weisen die geringste Dichtheit unter den Rohrverbindungen auf und dienen dazu, die obere Auslegungsgrenze eines Rohrleitungssystems festzulegen. Laut ASME B16.5-Norm f\u00fcr Stahlflansche sind f\u00fcr verschiedene Werkstoffe in einer bestimmten Rohrleitungsklasse maximal zul\u00e4ssige Innendr\u00fccke bei unterschiedlichen Temperaturen festgelegt. Der zul\u00e4ssige Innendruck nimmt mit steigender Temperatur ab. <\/li>\n
- Stumpfschwei\u00dfverbindungen weisen die h\u00f6chste Dichtheit unter den Rohrverbindungen auf. Eine voll durchgeschwei\u00dfte Stumpfnaht, die mittels Ultraschallpr\u00fcfung (UT) gepr\u00fcft wurde, gilt oft als garantiert dicht. Andere zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfverfahren wie die Magnetpulverpr\u00fcfung (MPE) oder die Eindringpr\u00fcfung (LPE) folgen der UT in Bezug auf Zuverl\u00e4ssigkeit. <\/li>\n
- Rohrleitungssysteme, die toxische Fl\u00fcssigkeiten transportieren oder unter extrem hohen Dr\u00fccken und Temperaturen betrieben werden, unterliegen zu 100\u202f% der Ultraschallpr\u00fcfung (UT). F\u00fcr Rohrleitungssysteme, die toxische Fl\u00fcssigkeiten bef\u00f6rdern, sind Rohrverbindungen mit hoher Dichtheit, wie z.\u202fB. Stumpfschwei\u00dfverbindungen, erforderlich, da sie eine \u00fcberlegene Zuverl\u00e4ssigkeit bieten. <\/li>\n
- Die zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung (NDE) erfolgt vor dem hydrostatischen Test einer Rohrleitungsfertigung. Nach erfolgreicher Durchf\u00fchrung eines hydrostatischen Tests mit dem 1,5-fachen des Auslegungsdrucks gelten alle Schwei\u00dfn\u00e4hte als hochdicht. <\/li>\n
- Steckschwei\u00dfverbindungen, obwohl keine vollst\u00e4ndigen Durchschwei\u00dfn\u00e4hte, gelten bei den meisten Betreibern als geeignet f\u00fcr Prozessfl\u00fcssigkeiten. Zur zus\u00e4tzlichen Absicherung k\u00f6nnen sie auch zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfmethoden wie der Radiografischen Pr\u00fcfung (RT), Magnetpulverpr\u00fcfung (MPE) oder Eindringpr\u00fcfung (LPE) unterzogen werden. Besondere Sorgfalt ist beim Anpassen von Steckschwei\u00dfverbindungen erforderlich. Am Boden der Muffe sollte ein Spalt gelassen werden, um beim Schwei\u00dfen ein „Bottoming“ zu vermeiden, da sich das Metall durch Hitze ausdehnt. <\/li>\n
- Gewindeverbindungen werden nicht empfohlen f\u00fcr Anwendungen mit gleichzeitig hohen Temperaturen und hohem Druck oder bei Vibrationen. Obwohl sie mittlere bis hohe Dr\u00fccke aushalten k\u00f6nnen, f\u00fchrt ihre geringere Dichtheit dazu, dass viele Betreiber ihren Einsatz auf Versorgungsleitungen wie Luft-, Wasser- und Stickstoffleitungen beschr\u00e4nken. <\/li>\n<\/ul>\n
2.3 Materialvertr\u00e4glichkeit<\/span><\/h4>\nDas f\u00fcr die Rohrverbindung gew\u00e4hlte Material muss sowohl mechanisch als auch chemisch mit dem Rohr, das die Fl\u00fcssigkeit transportiert, kompatibel sein. Wenn eine Schwei\u00dfverbindung erforderlich ist, m\u00fcssen die zu verbindenden Materialien auch chemisch kompatibel sein, um eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Schwei\u00dfnaht zu gew\u00e4hrleisten. Dar\u00fcber hinaus muss das Material der Verbindung eine vergleichbare Korrosionsbest\u00e4ndigkeit wie das Rohrmaterial aufweisen, wobei sowohl die innere Fl\u00fcssigkeit als auch die \u00e4u\u00dferen Umgebungsbedingungen zu ber\u00fccksichtigen sind. <\/p>\n
In Branchen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie muss das Verbindungs\u00admaterial so gew\u00e4hlt werden, dass es das Prozessmedium nicht verunreinigt.<\/p>\n
Das Schwei\u00dfen von Materialien mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen ist m\u00f6glich, sofern keine Gefahr galvanischer Korrosion besteht. Dies erfordert ein korrektes Schwei\u00dfverfahren und die Ausf\u00fchrung durch einen qualifizierten Techniker, um die Dichtheit und Sicherheit der Verbindung zu gew\u00e4hrleisten. <\/p>\n
2.4 Abmessung<\/span><\/h4>\nDie Auswahl der Verbindungen kann durch den Au\u00dfendurchmesser des Rohrs beeinflusst werden. Gewindeverbindungen k\u00f6nnen bis zu einem Durchmesser von 4 Zoll (100 DN) verwendet werden, werden in der Praxis jedoch selten \u00fcber 2 Zoll (50 DN) hinaus eingesetzt. Steckschwei\u00dfverbindungen werden in der Regel nur bei Durchmessern bis zu 2 Zoll (50 DN) verwendet. Stumpfgeschwei\u00dfte und geflanschte Verbindungen bieten mehr Flexibilit\u00e4t und k\u00f6nnen in einem breiten Durchmesserbereich verwendet werden. <\/p>\n
2.5 Korrosion<\/span><\/h4>\nDies unterstreicht die Bedeutung der Auswahl geeigneter Verbindungsmethoden, die das Korrosionsrisiko minimieren und die langfristige Integrit\u00e4t der Rohrleitungsfertigung sichern. Im Laufe der Zeit k\u00f6nnen diese Spalten die Korrosion beschleunigen, was die Effizienz der Verbindung verringert und zu Ausf\u00e4llen im Betrieb f\u00fchren kann. Zus\u00e4tzlich muss \u00e4u\u00dfere Korrosion durch Umweltfaktoren wie Hitze in W\u00fcstenregionen, K\u00e4lte in Alaska oder Feuchtigkeit in maritimen Umgebungen ber\u00fccksichtigt werden. Dies unterstreicht die Bedeutung der Auswahl geeigneter Verbindungsmethoden, die das Korrosionsrisiko minimieren und die langfristige Integrit\u00e4t der Rohrleitungsfertigung sichern. <\/p>\n
2.6 Verbindungstyp<\/span><\/h4>\nWenn ein Rohrst\u00fcck mit einem Ventil oder einem Ger\u00e4t verbunden wird und die Verbindung m\u00f6glicherweise gel\u00f6st werden muss, sollte eine Flanschverbindung oder eine mechanische Kupplung verwendet werden. Eine geschwei\u00dfte Verbindung ist in diesem Fall nicht geeignet, da sie dauerhaft ist. Ventile mit Top-Entry-Design, die Reparaturen und Wartung vor Ort erm\u00f6glichen, k\u00f6nnen vollst\u00e4ndig in die Leitung eingeschwei\u00dft werden, wenn kein Ausbau erforderlich ist. <\/p>\n
In F\u00e4llen, in denen Rohrverbindungen regelm\u00e4\u00dfig gel\u00f6st werden m\u00fcssen, wie z.\u202fB. flexible Schlauchverbindungen zu festen Rohren, empfiehlt sich der Einsatz von Schnellkupplungen, um ein einfacheres und h\u00e4ufigeres Trennen und Wiederverbinden zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n
2.7 Wartung<\/span><\/h4>\nStumpfschwei\u00df-, Muffenschwei\u00df- und Schraubverbindungen erfordern in der Regel keine Wartung, es sei denn, es tritt ein Fehler in der Verbindung auf. Im Gegensatz dazu m\u00fcssen bei tempor\u00e4ren Flanschverbindungen die Dichtungen bei jeder Demontage ausgetauscht werden. Bei h\u00e4ufiger Demontage m\u00fcssen m\u00f6glicherweise auch die Schraubverbindungen ersetzt werden. <\/p>\n
3. Geschwei\u00dfte Verbindungen in Rohrleitungen
<\/span><\/h3>\nSchwei\u00dfen ist eine kosteng\u00fcnstige Methode zur Verbindung metallischer Komponenten wie Rohr-zu-Rohr, Rohr-zu-Fitting oder Fitting-zu-Fitting, um eine zuverl\u00e4ssige Druckdichtung zu gew\u00e4hrleisten. Diese Verbindung kann durch zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfverfahren (ZfP) inspiziert und durch hydrostatische Pr\u00fcfungen gem\u00e4\u00df geltenden Normen \u00fcberpr\u00fcft werden. <\/p>\n
3.1 Schwei\u00dfen von Edelstahlrohren
<\/span><\/h4>\nDie korrosionsbest\u00e4ndigen Eigenschaften von Edelstahl beruhen auf dem Chromgehalt von \u00fcber 12\u202f% des Gewichts. Dieser Chromgehalt gew\u00e4hrleistet die Bildung einer durchgehenden und stabilen Schutzschicht. Edelstahl wird in drei Hauptgruppen unterteilt: austenitisch (300er-Serie), ferritisch, martensitisch (400er-Serie) und ferritisch-austenitisch (Duplex). <\/p>\n
Zwei Hauptmethoden des Metallschwei\u00dfens \u2013 Stumpfschwei\u00dfen und Muffenschwei\u00dfen \u2013 werden zur Verbindung von geraden Rohrst\u00fccken, Rohr zu Fitting oder Fitting zu Fitting verwendet. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, wie in Tabelle\u202f1 dargestellt. <\/p>\n
![\"Vergleich](\"https:\/\/noveltystructures.com\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/piping-fabrication-table-1.png\")
Tabelle 1: Vergleich von Stumpfschwei\u00dfung und Muffenschwei\u00dfung<\/p><\/div>\n
3.2 Stumpfschwei\u00dfung<\/span><\/h4>\nEine Stumpfschwei\u00dfverbindung entsteht durch das Ausrichten zweier Rohrst\u00fccke oder Fittings mit passenden abgeschr\u00e4gten Enden. Beide Enden werden fest in Position gehalten und gem\u00e4\u00df einem spezifischen Schwei\u00dfverfahren miteinander verschwei\u00dft. Die Schwei\u00dfanweisung (WPS) enth\u00e4lt verschiedene Parameter wie: <\/p>\n
\n- Rohrmaterial<\/li>\n
- Durchmesser und Wandst\u00e4rke<\/li>\n
- Nahtvorbereitung<\/li>\n
- Rohrlage (vertikal oder horizontal)<\/li>\n
- Schutzgas f\u00fcr R\u00fccksp\u00fclung, falls erforderlich<\/li>\n
- Vorw\u00e4rm- und Zwischenlagentemperaturen<\/li>\n
- Schwei\u00dfverfahren<\/li>\n
- Flussmittel und Schutzgas<\/li>\n
- Elektrode und Zusatzwerkstoff<\/li>\n
- Gasdurchflussrate und D\u00fcsendetails<\/li>\n
- Schwei\u00dfstrom (AC, DC, Polarit\u00e4t)<\/li>\n
- W\u00e4rmenachbehandlung<\/li>\n
- Kennzeichnung des Schwei\u00dfers.<\/li>\n<\/ul>\n
Es gibt drei Arten von Stumpfn\u00e4hten:<\/p>\n
\n- Vollpenetration<\/li>\n
- mit St\u00fctzring<\/li>\n
- mit schmelzbarem St\u00fctzring.<\/li>\n<\/ul>\n
In der \u00d6l- und Gasindustrie ist die Vollpenetration ohne St\u00fctzring am weitesten verbreitet. Wenn sie von qualifiziertem Personal gem\u00e4\u00df der richtigen WPS ausgef\u00fchrt wird, bietet diese Schwei\u00dfart eine hohe Integrit\u00e4t und Druckbest\u00e4ndigkeit, wodurch sie sich ideal f\u00fcr zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfungen (ZfP) eignet. <\/p>\n
3.2 Muffenschwei\u00dfung<\/span><\/h4>\nZum Verbinden zweier gerade geschnittener Rohrst\u00fccke ist eine Muffenschwei\u00dfkupplung erforderlich. Diese Kupplung erm\u00f6glicht das Einf\u00fchren der beiden Rohrl\u00e4ngen in die Enden des Fittings, woraufhin zwei umlaufende Kehln\u00e4hte ausgef\u00fchrt werden. Ein Spaltma\u00df von etwa 1,5\u202fmm ist notwendig, um die Querdehnung des Rohrs bei W\u00e4rmeeinwirkung w\u00e4hrend des Schwei\u00dfens auszugleichen. Dieser Spalt verhindert ein \u201eBottoming\u201c, bei dem sich das Rohr ausdehnt und gegen den Boden der Muffe dr\u00fcckt. Das Weglassen des Spalts kann zu unn\u00f6tigen Spannungen an der Verbindung w\u00e4hrend des Schwei\u00dfens f\u00fchren. <\/p>\n
Muffenschwei\u00dfverbindungen sind kosteng\u00fcnstig f\u00fcr Rohrdurchmesser bis ca. 2 Zoll (50\u202fmm). Bei gr\u00f6\u00dferen Durchmessern wird die strukturell stabilere Stumpfschwei\u00dfung zur besseren Option. Bei der Muffenschwei\u00dfmethode sind zwei Kehln\u00e4hte und eine vollst\u00e4ndige Kupplung erforderlich, um zwei Rohrst\u00fccke zu verbinden. Im Gegensatz dazu erfordert die Stumpfschwei\u00dfung nur eine Vollpenetrationsnaht ohne zus\u00e4tzliche Fittings, was zu einer Verbindung mit h\u00f6herer Integrit\u00e4t f\u00fchrt. <\/p>\n
4. Schwei\u00dftechniken f\u00fcr Rohrleitungen<\/span><\/h3>\nF\u00fcr die Rohrleitungsfertigung gibt es drei Methoden zur Ausf\u00fchrung von Schwei\u00dfn\u00e4hten. Das manuelle Schwei\u00dfverfahren wird typischerweise sowohl in der Werkstatt als auch vor Ort eingesetzt. Im Gegensatz dazu werden halbautomatische und automatische Verfahren wegen ihrer Wiederholbarkeit bevorzugt in Fertigungswerkst\u00e4tten eingesetzt, wo die Bedingungen besser kontrolliert werden k\u00f6nnen. <\/p>\n
![\"Schwei\u00dfverfahren](\"https:\/\/noveltystructures.com\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/piping-fabrication-table-2.png\")
Tabelle 2: Schwei\u00dfverfahren f\u00fcr Rohrleitungssysteme<\/p><\/div>\n
4.1 Lichtbogenschwei\u00dfen<\/span><\/h4>\nBeim Lichtbogenschwei\u00dfen, auch Elektrodenschwei\u00dfen genannt, wird ein Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Elektrode und dem Grundmetall erzeugt. Die entstehende Hitze schmilzt sowohl das Grundmaterial als auch einen Teil der Elektrode, wodurch eine Schwei\u00dfnaht entsteht, die aus beiden Materialien besteht. Um die Bildung schw\u00e4chender Oxide in der Schwei\u00dfnaht zu verhindern, sind die Elektroden ummantelt. Diese Umh\u00fcllung bildet eine Schlacke, die die Schwei\u00dfnaht w\u00e4hrend des Abk\u00fchlens sch\u00fctzt und vor atmosph\u00e4rischer Verunreinigung bewahrt. <\/p>\n
Dieses Verfahren wird aufgrund seiner Einfachheit und Kosteneffizienz h\u00e4ufig f\u00fcr kleinere Kehln\u00e4hte verwendet. F\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Kehln\u00e4hte und Stumpfn\u00e4hte, die mehrere Lagen erfordern, ist es jedoch ungeeignet. <\/p>\n
Die anhaltende Lichtbogenintensit\u00e4t kann bei d\u00fcnnen Stahlteilen unter 1,5 mm zum Durchbrennen f\u00fchren.Das Lichtbogenschwei\u00dfen erfordert eine Stromquelle, eine abschmelzende Elektrode im Halter und einen gez\u00fcndeten Lichtbogen. F\u00fcr Rohrabschnitte unter 1,5 mm sollten das WIG-Schwei\u00dfen oder das Autogenschwei\u00dfen verwendet werden. Die beim Lichtbogenschwei\u00dfen entstehende Schlacke muss nach dem Schwei\u00dfen von der Naht entfernt werden. <\/p>\n
Bei schwieriger Durchdringung kann die Kombination mehrerer Schwei\u00dfverfahren eine L\u00f6sung sein. Beim Stumpfschwei\u00dfen kleiner, dickwandiger Rohre lassen sich gute Ergebnisse erzielen, wenn die erste Lage mit WIG geschwei\u00dft und die restliche Naht mit dem kosteng\u00fcnstigeren Lichtbogenverfahren abgeschlossen wird. <\/p>\n
4.2 Autogenschwei\u00dfen<\/span><\/h4>\nBeim Autogenschwei\u00dfen wird ein Schwei\u00dfbrenner verwendet, um Sauerstoff und Acetylen zuzuf\u00fchren, die an der D\u00fcse gemeinsam verbrennen und eine sehr hei\u00dfe Flamme erzeugen. Diese Flamme erhitzt und schmilzt die Kanten der Werkst\u00fccke und des Schwei\u00dfzusatzes, der dann in das Schmelzbad eingebracht wird, um die Schwei\u00dfnaht zu bilden. <\/p>\n
Der Zusatzstab besteht in der Regel aus dem gleichen Material wie das Werkst\u00fcck und liefert zus\u00e4tzliche Masse f\u00fcr die Verbindung. Ein Flussmittel ist beim Autogenschwei\u00dfen normalerweise nicht erforderlich; wird es dennoch eingesetzt, kann es als Paste auf die Werkst\u00fcckkanten aufgetragen oder auf die Zusatzst\u00e4be beschichtet werden. <\/p>\n
![\"Rohrleitungsautogenschwei\u00dfen\"](\"https:\/\/noveltystructures.com\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/piping-oxyacetylene-welding.jpg\")
<\/p>\n
Die Temperatur einer Autogenflamme ist niedriger als die eines Lichtbogens, was sie f\u00fcr d\u00fcnnere Metallabschnitte geeignet macht. Die geringere Temperatur birgt jedoch auch das Risiko einer unzureichenden Verschmelzung zwischen der Schwei\u00dfnaht und dem Werkst\u00fcck. <\/p>\n
4.3 Unterpulverschwei\u00dfen<\/span><\/h4>\nDas Unterpulverschwei\u00dfen (UP-Schwei\u00dfen) ist ein Schwei\u00dfverfahren, das f\u00fcr seine hohe Qualit\u00e4t und au\u00dfergew\u00f6hnlich hohe Abschmelzleistung bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird ein k\u00f6rniges Flussmittel verwendet, das eine dicke Schicht bildet, Funkenflug und Spritzer verhindert und gleichzeitig als thermischer Isolator f\u00fcr eine tiefere W\u00e4rmeeinbringung dient. Das Unterpulverschwei\u00dfen bietet eine bemerkenswerte Produktivit\u00e4t, etwa 4\u201310 Mal h\u00f6her als das Lichtbogenhandschwei\u00dfen (E-Hand-Schwei\u00dfen). <\/p>\n
4.4 Wolfram-Inertgasschwei\u00dfen (WIG-Schwei\u00dfen)<\/span><\/h4>\nDas Wolfram-Inertgasschwei\u00dfen (WIG) ist ein hochwertiges Schwei\u00dfverfahren mit den folgenden Komponenten:<\/p>\n
\n- Eine Stromquelle.<\/li>\n
- Eine nicht abschmelzende Elektrode, meist aus Wolfram.<\/li>\n
- Eine Schutzgaszufuhr, \u00fcblicherweise Argon oder Helium.<\/li>\n
- Ein Schwei\u00dfzusatzstab, meist aus dem gleichen Material wie das Grundmaterial.<\/li>\n
- Ein gez\u00fcndeter Lichtbogen.<\/li>\n<\/ol>\n
Die Wolframelektrode ist zentral in einem d\u00fcsenf\u00f6rmigen Halter positioniert, durch den Schutzgas mit kontrollierter niedriger Geschwindigkeit str\u00f6mt. Dies sch\u00fctzt den Schwei\u00dfbereich vor atmosph\u00e4rischer Verunreinigung. <\/p>\n
Als Schutzgase kommen Argon, Argon\/Wasserstoff und Argon\/Helium zum Einsatz. Helium wird h\u00e4ufig beigemischt, um die W\u00e4rmeeinbringung zu erh\u00f6hen und die Schwei\u00dfgeschwindigkeit zu steigern. Wasserstoffzus\u00e4tze f\u00fchren zu optisch saubereren N\u00e4hten, k\u00f6nnen aber Porosit\u00e4t oder Wasserstoffrisse verursachen. <\/p>\n
Die durch den Lichtbogen erzeugte Hitze schmilzt die Kanten der Werkst\u00fccke und des Zusatzmaterials. Dies bildet ein Schmelzbad, das beim Abk\u00fchlen zur Schwei\u00dfnaht erstarrt. Da das Schutzgas den Schwei\u00dfbereich abschirmt, ist bei diesem Verfahren kein Flussmittel erforderlich. Dies ist besonders vorteilhaft beim Schwei\u00dfen von korrosionsbest\u00e4ndigen Legierungen (CRA), da wirksame Flussmittel oft korrosiv wirken. Falls ein Zusatzdraht erforderlich ist, wird er separat in das Schmelzbad eingebracht. <\/p>\n
4.5 Metall-Inertgasschwei\u00dfen (MIG-Schwei\u00dfen)<\/span><\/h4>\nDas Metall-Inertgasschwei\u00dfen (MIG) ist ein hochwertiges Schwei\u00dfverfahren mit hoher Abschmelzleistung. Dabei brennt ein Lichtbogen zwischen einem d\u00fcnnen, blanken Metalldraht als Elektrode und dem Werkst\u00fcck, wobei der Schwei\u00dfbereich durch ein Schutzgas wie Argon, Helium, Kohlendioxid oder ein Gasgemisch abgeschirmt wird. Der Lichtbogen reguliert sich selbst \u2013 \u00c4nderungen der Lichtbogenl\u00e4nge durch den Schwei\u00dfer f\u00fchren zu einer entsprechenden Anpassung der Abschmelzrate. <\/p>\n
Desoxidationsmittel in der Elektrode verhindern die Oxidation im Schmelzbad. Dies erm\u00f6glicht mehrere Schwei\u00dflagen. Obwohl dem WIG-Schwei\u00dfen \u00e4hnlich, verwendet das MIG-Verfahren eine abschmelzende blanke Drahtelektrode aus materialgleichem Werkstoff. Es handelt sich um ein halbautomatisches Verfahren mit kontinuierlicher Drahtzufuhr von einer Spule. <\/p>\n
F\u00fcr das MIG-Schwei\u00dfen werden eine Stromquelle, ein Generator, eine abschmelzende Elektrode mit Vorschubmotor, eine Schutzgaszufuhr und eine Schwei\u00dfpistole ben\u00f6tigt. Wie beim WIG-Schwei\u00dfen wird auch beim MIG-Verfahren kein Flussmittel ben\u00f6tigt. <\/p>\n
Als Schutzgase kommen Argon, Argon mit 1\u20135 % Sauerstoff, Argon mit 3\u201325 % CO\u2082 und Argon mit Helium in Frage. Reines CO\u2082 kann in bestimmten MIG-Verfahren eingesetzt werden, kann jedoch die mechanischen Eigenschaften der Naht beeintr\u00e4chtigen. Aufgrund der h\u00f6heren Lichtbogentemperatur eignet sich MIG-Schwei\u00dfen f\u00fcr Materialien ab 3 mm Dicke. <\/p>\n
Ein Vorteil des MIG-Schwei\u00dfens gegen\u00fcber dem WIG-Verfahren ist die nahezu doppelte Schwei\u00dfgeschwindigkeit.<\/p>\n
5. W\u00e4rmebehandlung von geschwei\u00dften Rohrleitungen<\/span><\/h3>\nAbh\u00e4ngig vom Schwei\u00dfverfahren k\u00f6nnen zwei zus\u00e4tzliche W\u00e4rmebehandlungen erforderlich sein, um den Normanforderungen zu entsprechen: Vorw\u00e4rmen und Nachw\u00e4rmebehandlung.<\/p>\n
\n- Beim Vorw\u00e4rmen wird das Werkst\u00fcck vor dem Schwei\u00dfen erhitzt. Dabei wird das Werkst\u00fcck auf eine bestimmte Temperatur (gem\u00e4\u00df Normen wie ASME B31.3) erhitzt und anschlie\u00dfend wieder abgek\u00fchlt. <\/li>\n
- Eine Nachw\u00e4rmebehandlung kann erforderlich sein, um die urspr\u00fcngliche metallurgische Struktur wiederherzustellen oder Spannungen durch ungleichm\u00e4\u00dfiges Abk\u00fchlen abzubauen. In bestimmten F\u00e4llen ist die Nachw\u00e4rmebehandlung gem\u00e4\u00df den Vorschriften verpflichtend. Idealerweise erfolgt die Nachw\u00e4rmebehandlung in einem Ofen, der eine pr\u00e4zise Steuerung von Temperatur, Temperaturverlauf und Abk\u00fchlgeschwindigkeit erm\u00f6glicht. Es gibt jedoch Situationen, in denen dies nicht m\u00f6glich ist und die Schwei\u00dfn\u00e4hte vor Ort nachbehandelt werden m\u00fcssen. In solchen F\u00e4llen werden mobile Heizelemente eingesetzt, um die erforderlichen Temperaturbedingungen zu erreichen. <\/li>\n<\/ul>\n
6. Zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung (NDE) von Rohrleitungsfertigungen<\/span><\/h3>\nDie zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung gew\u00e4hrleistet die Integrit\u00e4t der ausgef\u00fchrten Schwei\u00dfn\u00e4hte, sodass ihre mechanische Festigkeit der des Grundrohres entspricht oder sie \u00fcbertrifft. Um das Ausfallrisiko zu minimieren, ist ein Pr\u00fcfplan mit verschiedenen zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfmethoden unerl\u00e4sslich. Die zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung bewertet eine Schwei\u00dfnaht, ohne sie physisch zu besch\u00e4digen oder ihre Dichtf\u00e4higkeit zu beeintr\u00e4chtigen. Es stehen verschiedene Verfahren zur Verf\u00fcgung, die sich in Kosten und Genauigkeit unterscheiden. Diese Pr\u00fcfungen m\u00fcssen von qualifiziertem Personal durchgef\u00fchrt werden, das die Ergebnisse interpretieren und entsprechende Ma\u00dfnahmen ergreifen kann: <\/p>\n
\n- Visuelle Inspektion: <\/strong>Zur Erkennung von Oberfl\u00e4chenrissen bei allen Materialien.<\/li>\n
- Magnetpulverpr\u00fcfung: <\/strong>Zur Risserkennung an der Oberfl\u00e4che von Kohlenstoffstahl und anderen magnetischen Metallen.<\/li>\n
- Farbeindringpr\u00fcfung: <\/strong>Zur Erkennung von Oberfl\u00e4chenrissen bei nichtmagnetischem Edelstahl und anderen nichtmagnetischen Metallen.<\/li>\n
- R\u00f6ntgenpr\u00fcfung: <\/strong>Zur Oberfl\u00e4chen- und Durchstrahlungspr\u00fcfung von Metallen.<\/li>\n
- Ultraschallpr\u00fcfung: <\/strong>Zur Oberfl\u00e4chen- und Durchschallungspr\u00fcfung von Metallen.<\/li>\n<\/ol>\n
Alle zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfungen m\u00fcssen vor dem hydrostatischen Test der Rohrleitungsfertigung sowie vor dem Lackieren oder Isolieren erfolgen. Dies erm\u00f6glicht die Reparatur und erneute Pr\u00fcfung unbehandelter Rohre, falls eine Schwei\u00dfnaht die Pr\u00fcfung nicht besteht, bevor lackiert oder isoliert wird. <\/p>\n
Je nach Betriebsmedium, Material, Temperatur, Druck und Einbauort sind bei unterschiedlichen Rohrleitungssystemen unterschiedliche Pr\u00fcfarten und -umf\u00e4nge erforderlich.<\/p>\n
6.1 Sichtpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\nDie Sichtpr\u00fcfung ist die einfachste und kosteng\u00fcnstigste Methode. Alle Schwei\u00dfn\u00e4hte m\u00fcssen mit dem blo\u00dfen Auge oder einer Lupe auf Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten untersucht werden. Eine gr\u00fcndliche Reinigung aller Oberfl\u00e4chen vor der Inspektion ist unerl\u00e4sslich. Diese Methode beschr\u00e4nkt sich auf das Erkennen von Oberfl\u00e4chenfehlern. Wird ein Mangel festgestellt, sind weitere Pr\u00fcfverfahren erforderlich, um dessen Ausma\u00df zu bestimmen. <\/p>\n
Selbst wenn genauere Pr\u00fcfmethoden vorgesehen sind, sollte immer eine Sichtpr\u00fcfung durchgef\u00fchrt werden. Zeigt die Sichtpr\u00fcfung M\u00e4ngel, kann die Untersuchung gezielt auf den betroffenen Bereich ausgeweitet werden. Die Sichtpr\u00fcfung dient als erster Schritt, um offensichtliche Probleme f\u00fcr weitere Untersuchungen zu erkennen. <\/p>\n
6.2 Magnetpulverpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\nDie Magnetpulverpr\u00fcfung (MPE) dient der Erkennung von Oberfl\u00e4chenrissen in ferromagnetischen Materialien wie Kohlenstoffstahl. Austenitisch-chromhaltiger Edelstahl ist nur schwach magnetisch und daher f\u00fcr diese Pr\u00fcfung nicht geeignet. Die MPE ist besonders effektiv bei der Erkennung feiner Risse, die mit blo\u00dfem Auge nicht sichtbar sind. <\/p>\n
Dabei wird die zu untersuchende Schwei\u00dfnaht mit einem Elektromagneten magnetisiert. Anschlie\u00dfend werden feine magnetische Partikel, wie Eisen oder magnetisches Eisenoxid, auf die Oberfl\u00e4che aufgetragen. Die Partikel sammeln sich an den R\u00e4ndern von Oberfl\u00e4chenrissen, wodurch diese sichtbar werden. Diese Methode eignet sich gut zur Erkennung kleinster Risse, die mit blo\u00dfem Auge schwer zu erkennen sind. <\/p>\n
6.3 Farbeindringpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\nDie Farbeindringpr\u00fcfung (LPE) wird bei nichtmagnetischen Metallen wie austenitisch-chromhaltigem Edelstahl angewendet. Dabei wird eine farbige Eindringfl\u00fcssigkeit auf die Oberfl\u00e4che aufgetragen. Die Fl\u00fcssigkeit dringt in vorhandene Oberfl\u00e4chenfehler ein; \u00fcbersch\u00fcssige Fl\u00fcssigkeit wird anschlie\u00dfend entfernt. Nach dem Trocknen wird die Schwei\u00dfnaht inspiziert, und vorhandene M\u00e4ngel erscheinen als sichtbare Farbreste. Die LPE ist besonders n\u00fctzlich zur Erkennung von Oberfl\u00e4chenfehlern bei Materialien, die nicht magnetisch gepr\u00fcft werden k\u00f6nnen. <\/p>\n
6.4 R\u00f6ntgenpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\nDie R\u00f6ntgenpr\u00fcfung (RT) ist ein \u00e4u\u00dferst wertvolles zerst\u00f6rungsfreies Pr\u00fcfverfahren. Sie kann Fehler unter der Oberfl\u00e4che erkennen, die mit blo\u00dfem Auge nicht sichtbar sind. Urspr\u00fcnglich mit R\u00f6ntgenstrahlen durchgef\u00fchrt, werden heute tragbare radioaktive Isotope zur Erzeugung von Gammastrahlen verwendet. Strahlenquellen sind grunds\u00e4tzlich gef\u00e4hrlich, daher ist eine l\u00e4ngere Exposition unbedingt zu vermeiden. Deshalb m\u00fcssen Techniker bei der Durchf\u00fchrung strenger Sicherheitsma\u00dfnahmen zum Personenschutz beachten. <\/p>\n
Bei der R\u00f6ntgenpr\u00fcfung wird ein Film auf einer Seite der Schwei\u00dfnaht platziert, w\u00e4hrend die andere Seite bestrahlt wird. Wenn die Strahlung die Schwei\u00dfnaht durchdringt, erscheinen Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten als dunkle Schatten auf dem belichteten Film. Fehlerfreie Bereiche erscheinen gleichm\u00e4\u00dfig und hell. Folgende Fehler k\u00f6nnen erkannt werden: <\/p>\n
\n- Risse (Oberfl\u00e4chen- und Innenrisse)<\/li>\n
- Hohlr\u00e4ume unter der Oberfl\u00e4che durch Oxidfilme<\/li>\n
- Bindefehler<\/li>\n
- Eingeschlossene Schlacke oder Fremdstoffe<\/li>\n
- Lunker (Gasporen)<\/li>\n<\/ul>\n
Jedes R\u00f6ntgenbild wird mit der Schwei\u00dfnahtnummer versehen und enth\u00e4lt die Namen des R\u00f6ntgentechnikers und des Pr\u00fcfers. Da R\u00f6ntgenbilder interpretiert werden m\u00fcssen, ist es entscheidend, dass das Personal entsprechend qualifiziert ist. <\/p>\n
6.5 Ultraschallpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\nUltraschallwellen (UT) mit einer Frequenz von 500 bis 5000 kHz werden als schmaler Strahl auf das Ziel gerichtet. Trifft der Strahl auf eine Metalloberfl\u00e4che mit einem Fehler, wird er reflektiert und von einem Empf\u00e4nger erfasst. Die Zeit, die das Echo f\u00fcr die R\u00fcckkehr ben\u00f6tigt, dient zur Bestimmung der Wegl\u00e4nge der Wellen. <\/p>\n
Die Ultraschallpr\u00fcfung kann bei korrekter Anwendung eine Genauigkeit erreichen, die mit der R\u00f6ntgenpr\u00fcfung vergleichbar ist. Ein wesentlicher Vorteil der Ultraschallpr\u00fcfung ist die Tragbarkeit der Ausr\u00fcstung. Dadurch eignet sich die UT besonders f\u00fcr schwer zug\u00e4ngliche Schwei\u00dfn\u00e4hte oder Vor-Ort-Pr\u00fcfungen. Die M\u00f6glichkeit, das Ger\u00e4t zum Schwei\u00dfort zu bringen, erh\u00f6ht die Flexibilit\u00e4t und den Komfort bei der Durchf\u00fchrung von Pr\u00fcfungen. <\/p>\n
7. Flanschverbindungen in Rohrleitungen<\/span><\/h3>\nDas Verbinden zweier Rohrst\u00fccke \u00fcber metallische Flanschverbindungen ist eine g\u00e4ngige Methode in der Rohrfertigung. Die wesentlichen Komponenten f\u00fcr diese Verbindung sind: <\/p>\n
\n- Two Metal Flanges: <\/strong>These flanges can be made from various materials such as carbon steel, stainless steel, cast iron, Inconel, etc. Die Materialwahl h\u00e4ngt von Faktoren wie dem Medium, der Temperatur und dem Druck ab. <\/li>\n
- Ein Satz Schrauben: <\/strong>Die Schrauben verbinden die beiden Flansche miteinander. Das Schraubenmaterial kann variieren, z.\u202fB. Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl oder Edelstahl. <\/li>\n
- Eine Dichtung: <\/strong>Sie sorgt f\u00fcr die Abdichtung zwischen den Flanschen und verhindert Leckagen. Dichtungen bestehen aus unterschiedlichen Materialien, z.\u202fB. Gummi, Graphit, Teflon, Spiralwickeldichtungen oder Metallringen. <\/li>\n<\/ol>\n
Die metallische Flanschverbindung besteht aus zwei zusammengef\u00fcgten Flanschfl\u00e4chen mit gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Schrauben und in der Regel einer dazwischenliegenden Dichtung. In Ausnahmef\u00e4llen kann auf eine Dichtung verzichtet werden. <\/p>\n
Die Abdichtung erfolgt durch Druckkraft beim Anziehen der Schrauben, wobei die Dichtung zwischen den Flanschen eingespannt ist. Diese Verbindung kann durch L\u00f6sen der Schrauben demontiert werden, gilt jedoch nicht als dauerhaft. In der Praxis bleiben solche Verbindungen jedoch oft \u00fcber viele Jahre bestehen. <\/p>\n
Flansche m\u00fcssen eine definierte Dichtfl\u00e4che aufweisen, die eine der folgenden Ausf\u00fchrungen sein kann:<\/p>\n
\n- Flachflansch (FF):<\/strong> Die Oberfl\u00e4che ist plan bearbeitet und ben\u00f6tigt eine vollfl\u00e4chige Dichtung zur Abdichtung. <\/li>\n
- Hochdruckflansch (RF):<\/strong> Die Oberfl\u00e4che ist stufenf\u00f6rmig erhaben. F\u00fcr die Abdichtung wird meist eine Spiralwickeldichtung verwendet. <\/li>\n
- Ring-Joint-Flansch (RTJ):<\/strong> Dieser Flansch besitzt eine umlaufende Nut und verwendet eine ovale oder achteckige Ringdichtung zur Abdichtung. <\/li>\n<\/ul>\n
7.1 Vorschwei\u00dfflansche<\/span><\/h4>\nDie Abmessungen und das Design des Vorschwei\u00dfflansches werden gem\u00e4\u00df den Anforderungen relevanter Normen wie ASME B16.5 oder ASME B16.47 berechnet. Der Vorschwei\u00dfflansch besteht aus einem Flanschring mit genormter Bohrung f\u00fcr Schrauben. Diese richten sich nach Nennweite und Druckstufe. Eine Seite ist so bearbeitet, dass sie mit einem anderen Flansch verbunden werden kann. Die andere Seite hat einen konischen Hals mit Schwei\u00dffase zum Anschluss an ein Rohr mit gleichem Durchmesser. <\/p>\n
Zum Verbinden mit dem Rohr ist eine umlaufende Schwei\u00dfnaht erforderlich. Diese Stumpfnaht hat eine hohe Integrit\u00e4t und kann visuell oder mit zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfverfahren kontrolliert werden. Zudem wird sie einer hydrostatischen Druckpr\u00fcfung unterzogen. <\/p>\n
Vorschwei\u00dfflansche werden in der Regel aus Schmiedest\u00fccken gefertigt. Dies gew\u00e4hrleistet gleichm\u00e4\u00dfige Gef\u00fcgeeigenschaften im gesamten Bauteil. Trotz h\u00f6herer Kosten gelten Vorschwei\u00dfflansche als bevorzugte Verbindungsart, insbesondere bei hohem Druck, hohen Temperaturen und wechselnden Belastungen. Auch bei niedrigeren Druck- und Temperaturanforderungen finden sie h\u00e4ufig Verwendung. <\/p>\n
7.2 Muffenschwei\u00dfflansch<\/span><\/h4>\nDer Muffenschwei\u00dfflansch wird nach den Standardabmessungen gem\u00e4\u00df ASME B16.5 gefertigt. Der Flansch besteht aus einer gebohrten Flanschscheibe mit einer bearbeiteten Dichtfl\u00e4che auf der einen Seite und einer Muffe auf der anderen Seite, in die das Rohr eingef\u00fchrt wird. \u00c4hnlich wie Vorschwei\u00dfflansche bestehen Muffenschwei\u00dfflansche in der Regel aus Schmiedestahl. Der Flansch und das Rohr werden durch eine umlaufende Kehlnaht miteinander verbunden. Dies ist wirtschaftlicher als eine Stumpfschwei\u00dfverbindung. Allerdings gilt sie als weniger leistungsf\u00e4hig und wird daher \u00fcblicherweise bei Nennweiten bis 2 Zoll eingesetzt. Sie wird bei Umgebungstemperaturen und mittleren Temperaturen in den Klassen ASME B16.5 150 lb und 300 lb verwendet. <\/p>\n
Es ist wichtig zu beachten, dass der Einsatz von Muffenschwei\u00dfflanschen in Prozesssystemen auf Versorgungsleitungen f\u00fcr Luft und Wasser beschr\u00e4nkt ist. Diese Einschr\u00e4nkung beruht h\u00e4ufig auf der Dichtheit der Verbindung und den spezifischen Anforderungen des Systems. <\/p>\n
7.3 Gewindeflansch<\/span><\/h4>\nGewindeflansche und Muffenschwei\u00dfflansche weisen eine sehr \u00e4hnliche Bauweise auf. Bei Gewindeflanschen wird jedoch anstelle einer Muffe ein kegeliges Innengewinde (NPT) eingeschnitten. So kann ein Rohr mit passendem Au\u00dfengewinde in den Flansch eingeschraubt werden. Da diese Verbindung kein Schwei\u00dfen erfordert, ist sie kosteng\u00fcnstiger und schneller auszuf\u00fchren als Stumpf- oder Muffenschwei\u00dfverbindungen. <\/p>\n
Es ist zu beachten, dass Gewindeverbindungen die geringste Dichtheit aufweisen und haupts\u00e4chlich f\u00fcr Versorgungsleitungen verwendet werden. Mangels Schwei\u00dfverbindung beschr\u00e4nkt sich die zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung (ZfP) auf Sichtpr\u00fcfungen. Auf die Sichtpr\u00fcfung folgt eine hydrostatische Druckpr\u00fcfung. Bei Undichtigkeiten kann das System abgeschaltet und die Gewindeverbindung nachtr\u00e4glich verschwei\u00dft werden. Dadurch wird sie praktisch zu einem Muffenschwei\u00dfflansch umgewandelt. Diese Umwandlung f\u00fchrt zu einer sichereren und zuverl\u00e4ssigeren Verbindung. <\/p>\n
7.4 Einschwei\u00dfflansch<\/span><\/h4>\nEin Einschwei\u00dfflansch ist im Wesentlichen eine gebohrte Flanschscheibe mit einer zentrischen \u00d6ffnung. Bei diesem Flanschtyp wird das Rohr vor dem Schwei\u00dfen in den Flansch eingeschoben. Die Verbindung erfolgt durch eine \u00e4u\u00dfere umlaufende Kehlnaht oder zwei Kehln\u00e4hte \u2013 au\u00dfen und innen an der Flanschfl\u00e4che. <\/p>\n
Diese Verbindungsart ist in der Regel wirtschaftlicher als der Vorschwei\u00dfflansch, insbesondere bei kleineren Nennweiten. Allerdings weist sie eine geringere mechanische Festigkeit auf. Daher werden Einschwei\u00dfflansche haupts\u00e4chlich f\u00fcr Versorgungsleitungen bei Umgebungstemperatur und niedrigem Druck verwendet. Die entsprechenden Regelwerke sind h\u00e4ufig ASME 150 lb und 300 lb. <\/p>\n
7.5 Losflanschverbindung<\/span><\/h4>\nEine Losflanschverbindung besteht auf jeder Seite aus zwei Komponenten: einem Stutzenende und einem losen Flansch. Das Stutzenende wird mit dem Rohr stumpf verschwei\u00dft, w\u00e4hrend der lose Flansch \u00fcber dessen Au\u00dfendurchmesser geschoben wird. Im Gegensatz zu anderen Flanschtypen wird der lose Flansch nicht mit dem Rohr verschwei\u00dft. Er kann gedreht werden, was sich w\u00e4hrend der Montage als vorteilhaft erweist. <\/p>\n
Diese Verbindung ist zwar nicht so stabil wie ein Vorschwei\u00dfflansch, aber fester als Gewinde-, Muffenschwei\u00df- oder Einschwei\u00dfverbindungen. Allerdings ist sie in der Regel kostspieliger. Sie erfordert eine vollst\u00e4ndige Stumpfschwei\u00dfung und zwei separate Bauteile. <\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Wissenszentrum<\/p><\/h4><\/div><\/div><\/div>
Inhaltsverzeichnis<\/span><\/u><\/span><\/p>\n<\/div> Um den Fluss zu steuern und seine Richtung zu \u00e4ndern, werden Rohre mit verschiedenen Komponenten, Ventilen und Prozessger\u00e4ten verbunden, um ein vollst\u00e4ndiges System zu bilden. Der Rohrleitungsingenieur hat eine Vielzahl von M\u00f6glichkeiten, geeignete Verbindungsverfahren f\u00fcr ein bestimmtes Prozessrohrleitungssystem auszuw\u00e4hlen. Einige Verbindungsarten innerhalb eines Rohrleitungssystems sind: <\/p>\n Alle Verbindungsarten bei Rohrleitungen bergen ein Leckagerisiko. Daher ist es entscheidend, Materialien und Pr\u00fcfverfahren sorgf\u00e4ltig auszuw\u00e4hlen, um Fl\u00fcssigkeitsverluste im Betrieb zu minimieren. Die gew\u00e4hlte Verbindung muss \u00fcber die gesamte Lebensdauer der Anlage dicht bleiben. Zu ber\u00fccksichtigende Faktoren sind: <\/p>\n Obwohl die Checkliste zur Auswahl von Rohrverbindungsmaterialien umfangreich ist, schlie\u00dfen die ersten vier Punkte viele Materialien sofort aus. Dar\u00fcber hinaus verwenden viele Rohrleitungssysteme unterschiedliche Verbindungsarten, um den spezifischen Anforderungen der Anlage gerecht zu werden. <\/p>\n Nachfolgend sind die drei Hauptarten von transportierten Fl\u00fcssigkeiten aufgef\u00fchrt:<\/p>\n Bei Prozessfl\u00fcssigkeiten wie Ammoniak und konzentrierten S\u00e4uren, die als gef\u00e4hrlich gelten, stellen selbst geringf\u00fcgige Leckagen erhebliche Risiken f\u00fcr Personal und Anlage dar. In solchen F\u00e4llen hat die effizienteste Rohrverbindung Vorrang vor Kostenaspekten. Die bevorzugte Wahl ist in diesen F\u00e4llen eine Stumpfschwei\u00dfverbindung, da sie die zuverl\u00e4ssigste Option mit der geringsten Ausfallwahrscheinlichkeit darstellt. Diese Zuverl\u00e4ssigkeit wird durch die Einf\u00fchrung eines strengen Pr\u00fcfregimes weiter erh\u00f6ht. <\/p>\n Das f\u00fcr die Rohrverbindung gew\u00e4hlte Material muss sowohl mechanisch als auch chemisch mit dem Rohr, das die Fl\u00fcssigkeit transportiert, kompatibel sein. Wenn eine Schwei\u00dfverbindung erforderlich ist, m\u00fcssen die zu verbindenden Materialien auch chemisch kompatibel sein, um eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Schwei\u00dfnaht zu gew\u00e4hrleisten. Dar\u00fcber hinaus muss das Material der Verbindung eine vergleichbare Korrosionsbest\u00e4ndigkeit wie das Rohrmaterial aufweisen, wobei sowohl die innere Fl\u00fcssigkeit als auch die \u00e4u\u00dferen Umgebungsbedingungen zu ber\u00fccksichtigen sind. <\/p>\n In Branchen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie muss das Verbindungs\u00admaterial so gew\u00e4hlt werden, dass es das Prozessmedium nicht verunreinigt.<\/p>\n Das Schwei\u00dfen von Materialien mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen ist m\u00f6glich, sofern keine Gefahr galvanischer Korrosion besteht. Dies erfordert ein korrektes Schwei\u00dfverfahren und die Ausf\u00fchrung durch einen qualifizierten Techniker, um die Dichtheit und Sicherheit der Verbindung zu gew\u00e4hrleisten. <\/p>\n Die Auswahl der Verbindungen kann durch den Au\u00dfendurchmesser des Rohrs beeinflusst werden. Gewindeverbindungen k\u00f6nnen bis zu einem Durchmesser von 4 Zoll (100 DN) verwendet werden, werden in der Praxis jedoch selten \u00fcber 2 Zoll (50 DN) hinaus eingesetzt. Steckschwei\u00dfverbindungen werden in der Regel nur bei Durchmessern bis zu 2 Zoll (50 DN) verwendet. Stumpfgeschwei\u00dfte und geflanschte Verbindungen bieten mehr Flexibilit\u00e4t und k\u00f6nnen in einem breiten Durchmesserbereich verwendet werden. <\/p>\n Dies unterstreicht die Bedeutung der Auswahl geeigneter Verbindungsmethoden, die das Korrosionsrisiko minimieren und die langfristige Integrit\u00e4t der Rohrleitungsfertigung sichern. Im Laufe der Zeit k\u00f6nnen diese Spalten die Korrosion beschleunigen, was die Effizienz der Verbindung verringert und zu Ausf\u00e4llen im Betrieb f\u00fchren kann. Zus\u00e4tzlich muss \u00e4u\u00dfere Korrosion durch Umweltfaktoren wie Hitze in W\u00fcstenregionen, K\u00e4lte in Alaska oder Feuchtigkeit in maritimen Umgebungen ber\u00fccksichtigt werden. Dies unterstreicht die Bedeutung der Auswahl geeigneter Verbindungsmethoden, die das Korrosionsrisiko minimieren und die langfristige Integrit\u00e4t der Rohrleitungsfertigung sichern. <\/p>\n Wenn ein Rohrst\u00fcck mit einem Ventil oder einem Ger\u00e4t verbunden wird und die Verbindung m\u00f6glicherweise gel\u00f6st werden muss, sollte eine Flanschverbindung oder eine mechanische Kupplung verwendet werden. Eine geschwei\u00dfte Verbindung ist in diesem Fall nicht geeignet, da sie dauerhaft ist. Ventile mit Top-Entry-Design, die Reparaturen und Wartung vor Ort erm\u00f6glichen, k\u00f6nnen vollst\u00e4ndig in die Leitung eingeschwei\u00dft werden, wenn kein Ausbau erforderlich ist. <\/p>\n In F\u00e4llen, in denen Rohrverbindungen regelm\u00e4\u00dfig gel\u00f6st werden m\u00fcssen, wie z.\u202fB. flexible Schlauchverbindungen zu festen Rohren, empfiehlt sich der Einsatz von Schnellkupplungen, um ein einfacheres und h\u00e4ufigeres Trennen und Wiederverbinden zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n Stumpfschwei\u00df-, Muffenschwei\u00df- und Schraubverbindungen erfordern in der Regel keine Wartung, es sei denn, es tritt ein Fehler in der Verbindung auf. Im Gegensatz dazu m\u00fcssen bei tempor\u00e4ren Flanschverbindungen die Dichtungen bei jeder Demontage ausgetauscht werden. Bei h\u00e4ufiger Demontage m\u00fcssen m\u00f6glicherweise auch die Schraubverbindungen ersetzt werden. <\/p>\n Schwei\u00dfen ist eine kosteng\u00fcnstige Methode zur Verbindung metallischer Komponenten wie Rohr-zu-Rohr, Rohr-zu-Fitting oder Fitting-zu-Fitting, um eine zuverl\u00e4ssige Druckdichtung zu gew\u00e4hrleisten. Diese Verbindung kann durch zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfverfahren (ZfP) inspiziert und durch hydrostatische Pr\u00fcfungen gem\u00e4\u00df geltenden Normen \u00fcberpr\u00fcft werden. <\/p>\n Die korrosionsbest\u00e4ndigen Eigenschaften von Edelstahl beruhen auf dem Chromgehalt von \u00fcber 12\u202f% des Gewichts. Dieser Chromgehalt gew\u00e4hrleistet die Bildung einer durchgehenden und stabilen Schutzschicht. Edelstahl wird in drei Hauptgruppen unterteilt: austenitisch (300er-Serie), ferritisch, martensitisch (400er-Serie) und ferritisch-austenitisch (Duplex). <\/p>\n Zwei Hauptmethoden des Metallschwei\u00dfens \u2013 Stumpfschwei\u00dfen und Muffenschwei\u00dfen \u2013 werden zur Verbindung von geraden Rohrst\u00fccken, Rohr zu Fitting oder Fitting zu Fitting verwendet. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, wie in Tabelle\u202f1 dargestellt. <\/p>\n Tabelle 1: Vergleich von Stumpfschwei\u00dfung und Muffenschwei\u00dfung<\/p><\/div>\n Eine Stumpfschwei\u00dfverbindung entsteht durch das Ausrichten zweier Rohrst\u00fccke oder Fittings mit passenden abgeschr\u00e4gten Enden. Beide Enden werden fest in Position gehalten und gem\u00e4\u00df einem spezifischen Schwei\u00dfverfahren miteinander verschwei\u00dft. Die Schwei\u00dfanweisung (WPS) enth\u00e4lt verschiedene Parameter wie: <\/p>\n Es gibt drei Arten von Stumpfn\u00e4hten:<\/p>\n In der \u00d6l- und Gasindustrie ist die Vollpenetration ohne St\u00fctzring am weitesten verbreitet. Wenn sie von qualifiziertem Personal gem\u00e4\u00df der richtigen WPS ausgef\u00fchrt wird, bietet diese Schwei\u00dfart eine hohe Integrit\u00e4t und Druckbest\u00e4ndigkeit, wodurch sie sich ideal f\u00fcr zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfungen (ZfP) eignet. <\/p>\n Zum Verbinden zweier gerade geschnittener Rohrst\u00fccke ist eine Muffenschwei\u00dfkupplung erforderlich. Diese Kupplung erm\u00f6glicht das Einf\u00fchren der beiden Rohrl\u00e4ngen in die Enden des Fittings, woraufhin zwei umlaufende Kehln\u00e4hte ausgef\u00fchrt werden. Ein Spaltma\u00df von etwa 1,5\u202fmm ist notwendig, um die Querdehnung des Rohrs bei W\u00e4rmeeinwirkung w\u00e4hrend des Schwei\u00dfens auszugleichen. Dieser Spalt verhindert ein \u201eBottoming\u201c, bei dem sich das Rohr ausdehnt und gegen den Boden der Muffe dr\u00fcckt. Das Weglassen des Spalts kann zu unn\u00f6tigen Spannungen an der Verbindung w\u00e4hrend des Schwei\u00dfens f\u00fchren. <\/p>\n Muffenschwei\u00dfverbindungen sind kosteng\u00fcnstig f\u00fcr Rohrdurchmesser bis ca. 2 Zoll (50\u202fmm). Bei gr\u00f6\u00dferen Durchmessern wird die strukturell stabilere Stumpfschwei\u00dfung zur besseren Option. Bei der Muffenschwei\u00dfmethode sind zwei Kehln\u00e4hte und eine vollst\u00e4ndige Kupplung erforderlich, um zwei Rohrst\u00fccke zu verbinden. Im Gegensatz dazu erfordert die Stumpfschwei\u00dfung nur eine Vollpenetrationsnaht ohne zus\u00e4tzliche Fittings, was zu einer Verbindung mit h\u00f6herer Integrit\u00e4t f\u00fchrt. <\/p>\n F\u00fcr die Rohrleitungsfertigung gibt es drei Methoden zur Ausf\u00fchrung von Schwei\u00dfn\u00e4hten. Das manuelle Schwei\u00dfverfahren wird typischerweise sowohl in der Werkstatt als auch vor Ort eingesetzt. Im Gegensatz dazu werden halbautomatische und automatische Verfahren wegen ihrer Wiederholbarkeit bevorzugt in Fertigungswerkst\u00e4tten eingesetzt, wo die Bedingungen besser kontrolliert werden k\u00f6nnen. <\/p>\n Tabelle 2: Schwei\u00dfverfahren f\u00fcr Rohrleitungssysteme<\/p><\/div>\n Beim Lichtbogenschwei\u00dfen, auch Elektrodenschwei\u00dfen genannt, wird ein Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Elektrode und dem Grundmetall erzeugt. Die entstehende Hitze schmilzt sowohl das Grundmaterial als auch einen Teil der Elektrode, wodurch eine Schwei\u00dfnaht entsteht, die aus beiden Materialien besteht. Um die Bildung schw\u00e4chender Oxide in der Schwei\u00dfnaht zu verhindern, sind die Elektroden ummantelt. Diese Umh\u00fcllung bildet eine Schlacke, die die Schwei\u00dfnaht w\u00e4hrend des Abk\u00fchlens sch\u00fctzt und vor atmosph\u00e4rischer Verunreinigung bewahrt. <\/p>\n Dieses Verfahren wird aufgrund seiner Einfachheit und Kosteneffizienz h\u00e4ufig f\u00fcr kleinere Kehln\u00e4hte verwendet. F\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Kehln\u00e4hte und Stumpfn\u00e4hte, die mehrere Lagen erfordern, ist es jedoch ungeeignet. <\/p>\n Die anhaltende Lichtbogenintensit\u00e4t kann bei d\u00fcnnen Stahlteilen unter 1,5 mm zum Durchbrennen f\u00fchren.Das Lichtbogenschwei\u00dfen erfordert eine Stromquelle, eine abschmelzende Elektrode im Halter und einen gez\u00fcndeten Lichtbogen. F\u00fcr Rohrabschnitte unter 1,5 mm sollten das WIG-Schwei\u00dfen oder das Autogenschwei\u00dfen verwendet werden. Die beim Lichtbogenschwei\u00dfen entstehende Schlacke muss nach dem Schwei\u00dfen von der Naht entfernt werden. <\/p>\n Bei schwieriger Durchdringung kann die Kombination mehrerer Schwei\u00dfverfahren eine L\u00f6sung sein. Beim Stumpfschwei\u00dfen kleiner, dickwandiger Rohre lassen sich gute Ergebnisse erzielen, wenn die erste Lage mit WIG geschwei\u00dft und die restliche Naht mit dem kosteng\u00fcnstigeren Lichtbogenverfahren abgeschlossen wird. <\/p>\n Beim Autogenschwei\u00dfen wird ein Schwei\u00dfbrenner verwendet, um Sauerstoff und Acetylen zuzuf\u00fchren, die an der D\u00fcse gemeinsam verbrennen und eine sehr hei\u00dfe Flamme erzeugen. Diese Flamme erhitzt und schmilzt die Kanten der Werkst\u00fccke und des Schwei\u00dfzusatzes, der dann in das Schmelzbad eingebracht wird, um die Schwei\u00dfnaht zu bilden. <\/p>\n Der Zusatzstab besteht in der Regel aus dem gleichen Material wie das Werkst\u00fcck und liefert zus\u00e4tzliche Masse f\u00fcr die Verbindung. Ein Flussmittel ist beim Autogenschwei\u00dfen normalerweise nicht erforderlich; wird es dennoch eingesetzt, kann es als Paste auf die Werkst\u00fcckkanten aufgetragen oder auf die Zusatzst\u00e4be beschichtet werden. <\/p>\n Die Temperatur einer Autogenflamme ist niedriger als die eines Lichtbogens, was sie f\u00fcr d\u00fcnnere Metallabschnitte geeignet macht. Die geringere Temperatur birgt jedoch auch das Risiko einer unzureichenden Verschmelzung zwischen der Schwei\u00dfnaht und dem Werkst\u00fcck. <\/p>\n Das Unterpulverschwei\u00dfen (UP-Schwei\u00dfen) ist ein Schwei\u00dfverfahren, das f\u00fcr seine hohe Qualit\u00e4t und au\u00dfergew\u00f6hnlich hohe Abschmelzleistung bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird ein k\u00f6rniges Flussmittel verwendet, das eine dicke Schicht bildet, Funkenflug und Spritzer verhindert und gleichzeitig als thermischer Isolator f\u00fcr eine tiefere W\u00e4rmeeinbringung dient. Das Unterpulverschwei\u00dfen bietet eine bemerkenswerte Produktivit\u00e4t, etwa 4\u201310 Mal h\u00f6her als das Lichtbogenhandschwei\u00dfen (E-Hand-Schwei\u00dfen). <\/p>\n Das Wolfram-Inertgasschwei\u00dfen (WIG) ist ein hochwertiges Schwei\u00dfverfahren mit den folgenden Komponenten:<\/p>\n Die Wolframelektrode ist zentral in einem d\u00fcsenf\u00f6rmigen Halter positioniert, durch den Schutzgas mit kontrollierter niedriger Geschwindigkeit str\u00f6mt. Dies sch\u00fctzt den Schwei\u00dfbereich vor atmosph\u00e4rischer Verunreinigung. <\/p>\n Als Schutzgase kommen Argon, Argon\/Wasserstoff und Argon\/Helium zum Einsatz. Helium wird h\u00e4ufig beigemischt, um die W\u00e4rmeeinbringung zu erh\u00f6hen und die Schwei\u00dfgeschwindigkeit zu steigern. Wasserstoffzus\u00e4tze f\u00fchren zu optisch saubereren N\u00e4hten, k\u00f6nnen aber Porosit\u00e4t oder Wasserstoffrisse verursachen. <\/p>\n Die durch den Lichtbogen erzeugte Hitze schmilzt die Kanten der Werkst\u00fccke und des Zusatzmaterials. Dies bildet ein Schmelzbad, das beim Abk\u00fchlen zur Schwei\u00dfnaht erstarrt. Da das Schutzgas den Schwei\u00dfbereich abschirmt, ist bei diesem Verfahren kein Flussmittel erforderlich. Dies ist besonders vorteilhaft beim Schwei\u00dfen von korrosionsbest\u00e4ndigen Legierungen (CRA), da wirksame Flussmittel oft korrosiv wirken. Falls ein Zusatzdraht erforderlich ist, wird er separat in das Schmelzbad eingebracht. <\/p>\n Das Metall-Inertgasschwei\u00dfen (MIG) ist ein hochwertiges Schwei\u00dfverfahren mit hoher Abschmelzleistung. Dabei brennt ein Lichtbogen zwischen einem d\u00fcnnen, blanken Metalldraht als Elektrode und dem Werkst\u00fcck, wobei der Schwei\u00dfbereich durch ein Schutzgas wie Argon, Helium, Kohlendioxid oder ein Gasgemisch abgeschirmt wird. Der Lichtbogen reguliert sich selbst \u2013 \u00c4nderungen der Lichtbogenl\u00e4nge durch den Schwei\u00dfer f\u00fchren zu einer entsprechenden Anpassung der Abschmelzrate. <\/p>\n Desoxidationsmittel in der Elektrode verhindern die Oxidation im Schmelzbad. Dies erm\u00f6glicht mehrere Schwei\u00dflagen. Obwohl dem WIG-Schwei\u00dfen \u00e4hnlich, verwendet das MIG-Verfahren eine abschmelzende blanke Drahtelektrode aus materialgleichem Werkstoff. Es handelt sich um ein halbautomatisches Verfahren mit kontinuierlicher Drahtzufuhr von einer Spule. <\/p>\n F\u00fcr das MIG-Schwei\u00dfen werden eine Stromquelle, ein Generator, eine abschmelzende Elektrode mit Vorschubmotor, eine Schutzgaszufuhr und eine Schwei\u00dfpistole ben\u00f6tigt. Wie beim WIG-Schwei\u00dfen wird auch beim MIG-Verfahren kein Flussmittel ben\u00f6tigt. <\/p>\n Als Schutzgase kommen Argon, Argon mit 1\u20135 % Sauerstoff, Argon mit 3\u201325 % CO\u2082 und Argon mit Helium in Frage. Reines CO\u2082 kann in bestimmten MIG-Verfahren eingesetzt werden, kann jedoch die mechanischen Eigenschaften der Naht beeintr\u00e4chtigen. Aufgrund der h\u00f6heren Lichtbogentemperatur eignet sich MIG-Schwei\u00dfen f\u00fcr Materialien ab 3 mm Dicke. <\/p>\n Ein Vorteil des MIG-Schwei\u00dfens gegen\u00fcber dem WIG-Verfahren ist die nahezu doppelte Schwei\u00dfgeschwindigkeit.<\/p>\n Abh\u00e4ngig vom Schwei\u00dfverfahren k\u00f6nnen zwei zus\u00e4tzliche W\u00e4rmebehandlungen erforderlich sein, um den Normanforderungen zu entsprechen: Vorw\u00e4rmen und Nachw\u00e4rmebehandlung.<\/p>\n Die zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung gew\u00e4hrleistet die Integrit\u00e4t der ausgef\u00fchrten Schwei\u00dfn\u00e4hte, sodass ihre mechanische Festigkeit der des Grundrohres entspricht oder sie \u00fcbertrifft. Um das Ausfallrisiko zu minimieren, ist ein Pr\u00fcfplan mit verschiedenen zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfmethoden unerl\u00e4sslich. Die zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung bewertet eine Schwei\u00dfnaht, ohne sie physisch zu besch\u00e4digen oder ihre Dichtf\u00e4higkeit zu beeintr\u00e4chtigen. Es stehen verschiedene Verfahren zur Verf\u00fcgung, die sich in Kosten und Genauigkeit unterscheiden. Diese Pr\u00fcfungen m\u00fcssen von qualifiziertem Personal durchgef\u00fchrt werden, das die Ergebnisse interpretieren und entsprechende Ma\u00dfnahmen ergreifen kann: <\/p>\n Alle zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfungen m\u00fcssen vor dem hydrostatischen Test der Rohrleitungsfertigung sowie vor dem Lackieren oder Isolieren erfolgen. Dies erm\u00f6glicht die Reparatur und erneute Pr\u00fcfung unbehandelter Rohre, falls eine Schwei\u00dfnaht die Pr\u00fcfung nicht besteht, bevor lackiert oder isoliert wird. <\/p>\n Je nach Betriebsmedium, Material, Temperatur, Druck und Einbauort sind bei unterschiedlichen Rohrleitungssystemen unterschiedliche Pr\u00fcfarten und -umf\u00e4nge erforderlich.<\/p>\n Die Sichtpr\u00fcfung ist die einfachste und kosteng\u00fcnstigste Methode. Alle Schwei\u00dfn\u00e4hte m\u00fcssen mit dem blo\u00dfen Auge oder einer Lupe auf Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten untersucht werden. Eine gr\u00fcndliche Reinigung aller Oberfl\u00e4chen vor der Inspektion ist unerl\u00e4sslich. Diese Methode beschr\u00e4nkt sich auf das Erkennen von Oberfl\u00e4chenfehlern. Wird ein Mangel festgestellt, sind weitere Pr\u00fcfverfahren erforderlich, um dessen Ausma\u00df zu bestimmen. <\/p>\n Selbst wenn genauere Pr\u00fcfmethoden vorgesehen sind, sollte immer eine Sichtpr\u00fcfung durchgef\u00fchrt werden. Zeigt die Sichtpr\u00fcfung M\u00e4ngel, kann die Untersuchung gezielt auf den betroffenen Bereich ausgeweitet werden. Die Sichtpr\u00fcfung dient als erster Schritt, um offensichtliche Probleme f\u00fcr weitere Untersuchungen zu erkennen. <\/p>\n Die Magnetpulverpr\u00fcfung (MPE) dient der Erkennung von Oberfl\u00e4chenrissen in ferromagnetischen Materialien wie Kohlenstoffstahl. Austenitisch-chromhaltiger Edelstahl ist nur schwach magnetisch und daher f\u00fcr diese Pr\u00fcfung nicht geeignet. Die MPE ist besonders effektiv bei der Erkennung feiner Risse, die mit blo\u00dfem Auge nicht sichtbar sind. <\/p>\n Dabei wird die zu untersuchende Schwei\u00dfnaht mit einem Elektromagneten magnetisiert. Anschlie\u00dfend werden feine magnetische Partikel, wie Eisen oder magnetisches Eisenoxid, auf die Oberfl\u00e4che aufgetragen. Die Partikel sammeln sich an den R\u00e4ndern von Oberfl\u00e4chenrissen, wodurch diese sichtbar werden. Diese Methode eignet sich gut zur Erkennung kleinster Risse, die mit blo\u00dfem Auge schwer zu erkennen sind. <\/p>\n Die Farbeindringpr\u00fcfung (LPE) wird bei nichtmagnetischen Metallen wie austenitisch-chromhaltigem Edelstahl angewendet. Dabei wird eine farbige Eindringfl\u00fcssigkeit auf die Oberfl\u00e4che aufgetragen. Die Fl\u00fcssigkeit dringt in vorhandene Oberfl\u00e4chenfehler ein; \u00fcbersch\u00fcssige Fl\u00fcssigkeit wird anschlie\u00dfend entfernt. Nach dem Trocknen wird die Schwei\u00dfnaht inspiziert, und vorhandene M\u00e4ngel erscheinen als sichtbare Farbreste. Die LPE ist besonders n\u00fctzlich zur Erkennung von Oberfl\u00e4chenfehlern bei Materialien, die nicht magnetisch gepr\u00fcft werden k\u00f6nnen. <\/p>\n Die R\u00f6ntgenpr\u00fcfung (RT) ist ein \u00e4u\u00dferst wertvolles zerst\u00f6rungsfreies Pr\u00fcfverfahren. Sie kann Fehler unter der Oberfl\u00e4che erkennen, die mit blo\u00dfem Auge nicht sichtbar sind. Urspr\u00fcnglich mit R\u00f6ntgenstrahlen durchgef\u00fchrt, werden heute tragbare radioaktive Isotope zur Erzeugung von Gammastrahlen verwendet. Strahlenquellen sind grunds\u00e4tzlich gef\u00e4hrlich, daher ist eine l\u00e4ngere Exposition unbedingt zu vermeiden. Deshalb m\u00fcssen Techniker bei der Durchf\u00fchrung strenger Sicherheitsma\u00dfnahmen zum Personenschutz beachten. <\/p>\n Bei der R\u00f6ntgenpr\u00fcfung wird ein Film auf einer Seite der Schwei\u00dfnaht platziert, w\u00e4hrend die andere Seite bestrahlt wird. Wenn die Strahlung die Schwei\u00dfnaht durchdringt, erscheinen Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten als dunkle Schatten auf dem belichteten Film. Fehlerfreie Bereiche erscheinen gleichm\u00e4\u00dfig und hell. Folgende Fehler k\u00f6nnen erkannt werden: <\/p>\n Jedes R\u00f6ntgenbild wird mit der Schwei\u00dfnahtnummer versehen und enth\u00e4lt die Namen des R\u00f6ntgentechnikers und des Pr\u00fcfers. Da R\u00f6ntgenbilder interpretiert werden m\u00fcssen, ist es entscheidend, dass das Personal entsprechend qualifiziert ist. <\/p>\n Ultraschallwellen (UT) mit einer Frequenz von 500 bis 5000 kHz werden als schmaler Strahl auf das Ziel gerichtet. Trifft der Strahl auf eine Metalloberfl\u00e4che mit einem Fehler, wird er reflektiert und von einem Empf\u00e4nger erfasst. Die Zeit, die das Echo f\u00fcr die R\u00fcckkehr ben\u00f6tigt, dient zur Bestimmung der Wegl\u00e4nge der Wellen. <\/p>\n Die Ultraschallpr\u00fcfung kann bei korrekter Anwendung eine Genauigkeit erreichen, die mit der R\u00f6ntgenpr\u00fcfung vergleichbar ist. Ein wesentlicher Vorteil der Ultraschallpr\u00fcfung ist die Tragbarkeit der Ausr\u00fcstung. Dadurch eignet sich die UT besonders f\u00fcr schwer zug\u00e4ngliche Schwei\u00dfn\u00e4hte oder Vor-Ort-Pr\u00fcfungen. Die M\u00f6glichkeit, das Ger\u00e4t zum Schwei\u00dfort zu bringen, erh\u00f6ht die Flexibilit\u00e4t und den Komfort bei der Durchf\u00fchrung von Pr\u00fcfungen. <\/p>\n Das Verbinden zweier Rohrst\u00fccke \u00fcber metallische Flanschverbindungen ist eine g\u00e4ngige Methode in der Rohrfertigung. Die wesentlichen Komponenten f\u00fcr diese Verbindung sind: <\/p>\n Die metallische Flanschverbindung besteht aus zwei zusammengef\u00fcgten Flanschfl\u00e4chen mit gleichm\u00e4\u00dfig verteilten Schrauben und in der Regel einer dazwischenliegenden Dichtung. In Ausnahmef\u00e4llen kann auf eine Dichtung verzichtet werden. <\/p>\n Die Abdichtung erfolgt durch Druckkraft beim Anziehen der Schrauben, wobei die Dichtung zwischen den Flanschen eingespannt ist. Diese Verbindung kann durch L\u00f6sen der Schrauben demontiert werden, gilt jedoch nicht als dauerhaft. In der Praxis bleiben solche Verbindungen jedoch oft \u00fcber viele Jahre bestehen. <\/p>\n Flansche m\u00fcssen eine definierte Dichtfl\u00e4che aufweisen, die eine der folgenden Ausf\u00fchrungen sein kann:<\/p>\n Die Abmessungen und das Design des Vorschwei\u00dfflansches werden gem\u00e4\u00df den Anforderungen relevanter Normen wie ASME B16.5 oder ASME B16.47 berechnet. Der Vorschwei\u00dfflansch besteht aus einem Flanschring mit genormter Bohrung f\u00fcr Schrauben. Diese richten sich nach Nennweite und Druckstufe. Eine Seite ist so bearbeitet, dass sie mit einem anderen Flansch verbunden werden kann. Die andere Seite hat einen konischen Hals mit Schwei\u00dffase zum Anschluss an ein Rohr mit gleichem Durchmesser. <\/p>\n Zum Verbinden mit dem Rohr ist eine umlaufende Schwei\u00dfnaht erforderlich. Diese Stumpfnaht hat eine hohe Integrit\u00e4t und kann visuell oder mit zerst\u00f6rungsfreien Pr\u00fcfverfahren kontrolliert werden. Zudem wird sie einer hydrostatischen Druckpr\u00fcfung unterzogen. <\/p>\n Vorschwei\u00dfflansche werden in der Regel aus Schmiedest\u00fccken gefertigt. Dies gew\u00e4hrleistet gleichm\u00e4\u00dfige Gef\u00fcgeeigenschaften im gesamten Bauteil. Trotz h\u00f6herer Kosten gelten Vorschwei\u00dfflansche als bevorzugte Verbindungsart, insbesondere bei hohem Druck, hohen Temperaturen und wechselnden Belastungen. Auch bei niedrigeren Druck- und Temperaturanforderungen finden sie h\u00e4ufig Verwendung. <\/p>\n Der Muffenschwei\u00dfflansch wird nach den Standardabmessungen gem\u00e4\u00df ASME B16.5 gefertigt. Der Flansch besteht aus einer gebohrten Flanschscheibe mit einer bearbeiteten Dichtfl\u00e4che auf der einen Seite und einer Muffe auf der anderen Seite, in die das Rohr eingef\u00fchrt wird. \u00c4hnlich wie Vorschwei\u00dfflansche bestehen Muffenschwei\u00dfflansche in der Regel aus Schmiedestahl. Der Flansch und das Rohr werden durch eine umlaufende Kehlnaht miteinander verbunden. Dies ist wirtschaftlicher als eine Stumpfschwei\u00dfverbindung. Allerdings gilt sie als weniger leistungsf\u00e4hig und wird daher \u00fcblicherweise bei Nennweiten bis 2 Zoll eingesetzt. Sie wird bei Umgebungstemperaturen und mittleren Temperaturen in den Klassen ASME B16.5 150 lb und 300 lb verwendet. <\/p>\n Es ist wichtig zu beachten, dass der Einsatz von Muffenschwei\u00dfflanschen in Prozesssystemen auf Versorgungsleitungen f\u00fcr Luft und Wasser beschr\u00e4nkt ist. Diese Einschr\u00e4nkung beruht h\u00e4ufig auf der Dichtheit der Verbindung und den spezifischen Anforderungen des Systems. <\/p>\n Gewindeflansche und Muffenschwei\u00dfflansche weisen eine sehr \u00e4hnliche Bauweise auf. Bei Gewindeflanschen wird jedoch anstelle einer Muffe ein kegeliges Innengewinde (NPT) eingeschnitten. So kann ein Rohr mit passendem Au\u00dfengewinde in den Flansch eingeschraubt werden. Da diese Verbindung kein Schwei\u00dfen erfordert, ist sie kosteng\u00fcnstiger und schneller auszuf\u00fchren als Stumpf- oder Muffenschwei\u00dfverbindungen. <\/p>\n Es ist zu beachten, dass Gewindeverbindungen die geringste Dichtheit aufweisen und haupts\u00e4chlich f\u00fcr Versorgungsleitungen verwendet werden. Mangels Schwei\u00dfverbindung beschr\u00e4nkt sich die zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung (ZfP) auf Sichtpr\u00fcfungen. Auf die Sichtpr\u00fcfung folgt eine hydrostatische Druckpr\u00fcfung. Bei Undichtigkeiten kann das System abgeschaltet und die Gewindeverbindung nachtr\u00e4glich verschwei\u00dft werden. Dadurch wird sie praktisch zu einem Muffenschwei\u00dfflansch umgewandelt. Diese Umwandlung f\u00fchrt zu einer sichereren und zuverl\u00e4ssigeren Verbindung. <\/p>\n Ein Einschwei\u00dfflansch ist im Wesentlichen eine gebohrte Flanschscheibe mit einer zentrischen \u00d6ffnung. Bei diesem Flanschtyp wird das Rohr vor dem Schwei\u00dfen in den Flansch eingeschoben. Die Verbindung erfolgt durch eine \u00e4u\u00dfere umlaufende Kehlnaht oder zwei Kehln\u00e4hte \u2013 au\u00dfen und innen an der Flanschfl\u00e4che. <\/p>\n Diese Verbindungsart ist in der Regel wirtschaftlicher als der Vorschwei\u00dfflansch, insbesondere bei kleineren Nennweiten. Allerdings weist sie eine geringere mechanische Festigkeit auf. Daher werden Einschwei\u00dfflansche haupts\u00e4chlich f\u00fcr Versorgungsleitungen bei Umgebungstemperatur und niedrigem Druck verwendet. Die entsprechenden Regelwerke sind h\u00e4ufig ASME 150 lb und 300 lb. <\/p>\n Eine Losflanschverbindung besteht auf jeder Seite aus zwei Komponenten: einem Stutzenende und einem losen Flansch. Das Stutzenende wird mit dem Rohr stumpf verschwei\u00dft, w\u00e4hrend der lose Flansch \u00fcber dessen Au\u00dfendurchmesser geschoben wird. Im Gegensatz zu anderen Flanschtypen wird der lose Flansch nicht mit dem Rohr verschwei\u00dft. Er kann gedreht werden, was sich w\u00e4hrend der Montage als vorteilhaft erweist. <\/p>\n Diese Verbindung ist zwar nicht so stabil wie ein Vorschwei\u00dfflansch, aber fester als Gewinde-, Muffenschwei\u00df- oder Einschwei\u00dfverbindungen. Allerdings ist sie in der Regel kostspieliger. Sie erfordert eine vollst\u00e4ndige Stumpfschwei\u00dfung und zwei separate Bauteile. <\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div> Wissenszentrum<\/p><\/h4><\/div><\/div><\/div>
<\/span><\/a>
<\/span><\/a>
<\/span><\/a><\/li>1. Einf\u00fchrung<\/span><\/h3>\n
\n
\n
2. Auswahl der Rohrverbindung
<\/span><\/h3>\n2.1 Art der Prozessfl\u00fcssigkeit<\/span><\/h4>\n
\n
2.2 Druck und Temperatur<\/span><\/h4>\n
\n
2.3 Materialvertr\u00e4glichkeit<\/span><\/h4>\n
2.4 Abmessung<\/span><\/h4>\n
2.5 Korrosion<\/span><\/h4>\n
2.6 Verbindungstyp<\/span><\/h4>\n
2.7 Wartung<\/span><\/h4>\n
3. Geschwei\u00dfte Verbindungen in Rohrleitungen
<\/span><\/h3>\n3.1 Schwei\u00dfen von Edelstahlrohren
<\/span><\/h4>\n3.2 Stumpfschwei\u00dfung<\/span><\/h4>\n
\n
\n
3.2 Muffenschwei\u00dfung<\/span><\/h4>\n
4. Schwei\u00dftechniken f\u00fcr Rohrleitungen<\/span><\/h3>\n
4.1 Lichtbogenschwei\u00dfen<\/span><\/h4>\n
4.2 Autogenschwei\u00dfen<\/span><\/h4>\n
<\/p>\n4.3 Unterpulverschwei\u00dfen<\/span><\/h4>\n
4.4 Wolfram-Inertgasschwei\u00dfen (WIG-Schwei\u00dfen)<\/span><\/h4>\n
\n
4.5 Metall-Inertgasschwei\u00dfen (MIG-Schwei\u00dfen)<\/span><\/h4>\n
5. W\u00e4rmebehandlung von geschwei\u00dften Rohrleitungen<\/span><\/h3>\n
\n
6. Zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfung (NDE) von Rohrleitungsfertigungen<\/span><\/h3>\n
\n
6.1 Sichtpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\n
6.2 Magnetpulverpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\n
6.3 Farbeindringpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\n
6.4 R\u00f6ntgenpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\n
\n
6.5 Ultraschallpr\u00fcfung<\/span><\/h4>\n
7. Flanschverbindungen in Rohrleitungen<\/span><\/h3>\n
\n
\n
7.1 Vorschwei\u00dfflansche<\/span><\/h4>\n
7.2 Muffenschwei\u00dfflansch<\/span><\/h4>\n
7.3 Gewindeflansch<\/span><\/h4>\n
7.4 Einschwei\u00dfflansch<\/span><\/h4>\n
7.5 Losflanschverbindung<\/span><\/h4>\n