Nahtloses Stahlrohr aus 15CrMoGDieses legierte Stahlrohr findet breite Anwendung in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen. Seine hervorragenden Eigenschaften machen es zu einem Schlüsselwerkstoff in Industriezweigen wie der Energiewirtschaft, der Petrochemie und dem Kesselbau. Das Stahlrohr basiert auf einer Chrom-Molybdän-Legierung und wird in einem speziellen Produktionsverfahren nahtlos hergestellt. Es zeichnet sich durch ausgezeichnete Hochtemperatur-, Hochdruck- und Korrosionsbeständigkeit sowie weitere Eigenschaften aus und erfüllt die Anforderungen auch unter extremen Betriebsbedingungen.
Aus chemischer Sicht bestehen die Hauptlegierungselemente von nahtlosen 15CrMoG-Stahlrohren aus Chrom und Molybdän, wobei der Chromgehalt bei etwa 1,00 % bis 1,50 % und der Molybdängehalt bei etwa 0,45 % bis 0,65 % liegt. Die Zugabe dieser beiden Elemente verbessert die Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit des Stahls deutlich. Chrom bildet eine dichte Oxidschicht auf der Stahloberfläche und verhindert so wirksam weitere Oxidation. Molybdän verbessert die thermische Festigkeit und Kriechfestigkeit des Stahls, sodass dieser auch bei hohen Temperaturen gute mechanische Eigenschaften beibehält. Darüber hinaus enthält der Stahl eine angemessene Menge an Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor, Schwefel und anderen Elementen, deren Gehalte streng kontrolliert werden, um die Gesamtleistung des Stahls zu gewährleisten.
Hinsichtlich der Fertigungstechnologie werden nahtlose Stahlrohre aus 15CrMoG hauptsächlich durch Warmwalzen oder Kaltziehen hergestellt. Beim Warmwalzen wird der Stahlblock auf eine geeignete Temperatur erhitzt, durch eine Stanzmaschine geführt und zu einem Rohr gewalzt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch hohe Produktionseffizienz aus und eignet sich für die Massenfertigung. Beim Kaltziehen wird der warmgewalzte Rohrblock bei Raumtemperatur durch eine Ziehmatrize gezogen. Dadurch lassen sich Rohre mit höherer Präzision und besserer Oberflächenqualität erzielen. Unabhängig vom gewählten Verfahren müssen Parameter wie Temperatur und Umformung während des Produktionsprozesses streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass die Gefügestruktur und die mechanischen Eigenschaften des Rohrs den Normen entsprechen. Eine anschließende Wärmebehandlung, beispielsweise Normalisieren und Anlassen, ist erforderlich, um das Mikrogefüge und die Eigenschaften des Materials zu optimieren.
Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften weisen nahtlose Stahlrohre aus 15CrMoG gute Leistungen auf. Ihre Zugfestigkeit liegt üblicherweise zwischen 440 und 640 MPa, ihre Streckgrenze bei mindestens 295 MPa und ihre Bruchdehnung bei über 21 %. Diese mechanischen Eigenschaften ermöglichen es ihnen, verschiedenen Belastungen in Hochdruckumgebungen standzuhalten. Auch bei hohen Temperaturen behält das nahtlose Stahlrohr aus 15CrMoG seine Festigkeit bis unter 500 °C und kann kurzzeitig bis zu einer Temperatur von 550 °C eingesetzt werden, was auf eine ausgezeichnete Kriechfestigkeit hinweist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt etwa 12,5 × 10⁻⁶/°C und die Wärmeleitfähigkeit 42,7 W/(m·K). Diese Parameter sind entscheidend für die Auslegung und Berechnung von Hochtemperaturanlagen.
Das Anwendungsgebiet von nahtlosen Stahlrohren aus 15CrMoG ist sehr breit. In der Energiewirtschaft werden sie häufig für Schlüsselkomponenten wie Überhitzer, Zwischenüberhitzer und Hauptdampfleitungen von überkritischen und ultra-überkritischen Kraftwerkskesseln eingesetzt. In der Petrochemie finden sie Verwendung in Hochtemperatur- und Hochdruckanlagen wie Hydrierungsreaktoren und katalytischen Crackanlagen. Im Kesselbau ist 15CrMoG das bevorzugte Material für die Herstellung verschiedener Hochdruck-Heizflächenrohre. Darüber hinaus spielen sie auch in der Kernenergie, der Metallurgie, dem Maschinenbau und anderen Branchen eine wichtige Rolle. Diese Anwendungen erfordern Werkstoffe, die unter anspruchsvollen Bedingungen wie hohen Temperaturen, hohem Druck und korrosiven Medien dauerhaft stabil funktionieren. Nahtlose Stahlrohre aus 15CrMoG erfüllen diese hohen Anforderungen dank ihrer hervorragenden Eigenschaften.
Im Vergleich zu herkömmlichem Kohlenstoffstahl weisen nahtlose Rohre aus 15CrMoG deutliche Leistungsvorteile auf. Erstens ist die Hochtemperaturfestigkeit höher. Bei gleicher Temperatur ist die zulässige Spannung 2- bis 3-mal höher als bei Kohlenstoffstahl. Zweitens ist die Oxidationsbeständigkeit besser, was zu einer längeren Lebensdauer in Umgebungen mit Hochtemperaturdampf führt. Drittens ist die Gefügestabilität höher, und Perlitversphäroidisierung sowie andere Schädigungserscheinungen treten bei längerem Hochtemperaturbetrieb weniger häufig auf. Im Vergleich zu anderen legierten Stählen wie 12Cr1MoVG zeichnet sich 15CrMoG durch einen geringeren Legierungsgehalt und höhere Kostenvorteile aus und erfüllt dennoch die Anforderungen der meisten mittleren Temperatur- und Hochdruckanwendungen. Im Vergleich zu höherwertigen Stählen der Güteklassen P91/P92 ist die Hochtemperaturfestigkeit zwar etwas geringer, die Schweiß- und Verarbeitungseigenschaften sind jedoch besser, wodurch sich 15CrMoG besser für bestimmte Anwendungen eignet.
Bei der praktischen Anwendung ist beim Schweißen von nahtlosen 15CrMoG-Stahlrohren besondere Vorsicht geboten. Aufgrund der Legierungselemente Chrom und Molybdän entstehen beim Schweißen leicht Kaltrisse. Daher sind geeignete Vorwärm- und Nachbehandlungsmaßnahmen erforderlich. Im Allgemeinen wird die Vorwärmtemperatur auf 150–200 °C eingestellt, die Zwischenlagentemperatur darf 300 °C nicht überschreiten, und nach dem Schweißen ist eine Anlassbehandlung bei 680–720 °C erforderlich, um Schweißeigenspannungen abzubauen. Als Schweißzusatzwerkstoffe sollten Schweißdrähte oder Schweißstäbe verwendet werden, die dem Grundwerkstoff entsprechen, beispielsweise E5515-B2. Darüber hinaus muss die Wärmeeinbringung während des Schweißens kontrolliert werden, um Überhitzung und eine Verschlechterung der Schweißnaht zu vermeiden.
Aus Marktsicht ist die Nachfrage nach nahtlosen 15CrMoG-Stahlrohren mit dem Wachstum von Branchen wie der Energie- und Petrochemieindustrie stetig gestiegen. Insbesondere im Hinblick auf die Förderung überkritischer und ultra-überkritischer Kraftwerkstechnologien wächst der Bedarf an Hochleistungskesselrohren kontinuierlich. Zu den führenden inländischen Herstellern zählen große Stahlunternehmen wie Baosteel, Tianjin Steel Pipe und Valin Henggang. Diese Unternehmen konnten den Großteil der Inlandsnachfrage durch die kontinuierliche Verbesserung ihrer Produktionsprozesse und Produktqualität decken; einige Produkte werden auch exportiert. Mit dem Fortschritt der Werkstofftechnologie wird sich die Leistungsfähigkeit von nahtlosen 15CrMoG-Stahlrohren zukünftig weiter verbessern und ihr Anwendungsbereich erweitern.
Im Hinblick auf Verwendung und Wartung müssen nahtlose Stahlrohre aus 15CrMoG regelmäßig geprüft werden, insbesondere solche, die über längere Zeiträume hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind. Dabei ist auf Wanddickenverringerung, Oberflächenoxidation und Materialermüdung zu achten und die Rohre gegebenenfalls auszutauschen. Um Rostbildung zu vermeiden, ist die Lagerung vor Feuchtigkeit zu schützen. Beim Transport sind geeignete Schutzmaßnahmen zu treffen, um Stoßschäden zu verhindern. Korrekte Verwendung und Wartung verlängern die Lebensdauer der Rohre erheblich und verbessern die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Anlagenbetriebs.
Im Allgemeinen spielen nahtlose Stahlrohre aus 15CrMoG als legierte Stahlrohre mit hervorragenden Eigenschaften eine unverzichtbare Rolle in der modernen Industrie. Ihre durchdachte Legierungszusammensetzung, der ausgereifte Produktionsprozess und die zuverlässige Leistung machen sie zur idealen Wahl für Anwendungen unter hohen Temperaturen und Drücken. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Industrietechnologie in China und den stetig steigenden Anforderungen an die Materialeigenschaften werden nahtlose Stahlrohre aus 15CrMoG künftig in weiteren Bereichen eine wichtige Rolle spielen und einen wichtigen Beitrag zum sicheren und effizienten Betrieb von Industrieanlagen leisten. Durch die weitere Optimierung der Zusammensetzung und des Produktionsprozesses besteht zukünftig noch Verbesserungspotenzial hinsichtlich der Eigenschaften dieses Materials, und die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielfältig.
Veröffentlichungsdatum: 03.07.2025