NahtlosStahlbogenStahlrohrbögen sind Rohrverbindungsstücke, die am Ende von Rohrleitungen eingesetzt werden. Sie machen etwa 80 % aller in Rohrleitungssystemen verwendeten Rohrverbindungsstücke aus. Für Stahlrohrbögen unterschiedlicher Materialien und Wandstärken werden üblicherweise verschiedene Umformverfahren gewählt. Gängige Verfahren zur Herstellung nahtloser Stahlrohrbögen in Fertigungsbetrieben sind beispielsweise Warmpressen, Stanzen und Extrudieren. Beim Warmpressen von Stahlrohrbögen werden eine spezielle Stahlrohr-Pressmaschine, ein Dorn und eine Heizvorrichtung verwendet. Der auf der Form liegende Rohling wird durch den Druck der Pressmaschine vorwärtsbewegt und dabei erhitzt und ausgedehnt. Durch diesen Vorgang werden Durchmesser und Biegung bestimmt.
Die Verformungscharakteristik des warmgepressten Stahlbogens besteht darin, den Durchmesser des Rohlings so zu bestimmen, dass sich das Volumen des Metalls vor und nach der plastischen Verformung nicht ändert. Der Durchmesser des verwendeten Rohlings ist kleiner als der Durchmesser des Stahlbogens. Der Verformungsprozess des Rohlings wird durch den Dorn gesteuert, sodass der innere, komprimierte Metallfluss im Bogen die durch die Durchmesseraufweitung bedingte Wanddickenverringerung in anderen Bereichen kompensiert. Dadurch entsteht ein Stahlbogen mit gleichmäßiger Wandstärke.
Das Warmumformverfahren für Stahlrohrbögen zeichnet sich durch ein ansprechendes Erscheinungsbild, gleichmäßige Wandstärke und die Möglichkeit des kontinuierlichen Betriebs aus und eignet sich daher für die Massenproduktion. Aus diesem Grund hat es sich zum Hauptverfahren für die Umformung von Rohrbögen aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl entwickelt und wird auch bei bestimmten Edelstahlsorten angewendet.
Zu den im Umformprozess eingesetzten Erwärmungsmethoden gehören die Mittel- oder Hochfrequenz-Induktionserwärmung (der Heizring kann mehr- oder einwindig sein), die Flammenerwärmung und die Erwärmung im Flammofen. Die gewählte Erwärmungsmethode richtet sich nach den Anforderungen an das Umformprodukt und der verfügbaren Energie. Das Stanzen von Stahlrohrbögen war das älteste Umformverfahren in der Massenproduktion nahtloser Stahlrohrbögen. Es wurde bei der Herstellung gängiger Spezifikationen von Stahlrohrbögen durch Warmpressen oder andere Umformverfahren ersetzt. Bei einigen Spezifikationen kann es jedoch aufgrund geringer Produktionsmengen zu zu großen oder zu kleinen Wandstärken kommen.
Das Produkt findet weiterhin Verwendung, wenn spezielle Anforderungen bestehen. Bei der Stanzformung des Stahlbogens wird ein Rohrrohling, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser des Stahlbogens entspricht, mittels einer Presse direkt in die Form gepresst.
Vor dem Stanzen wird der Rohrrohling auf die untere Form gelegt, der innere Kern und die Endform werden in den Rohrrohling eingesetzt, die obere Form fährt nach unten, um mit dem Pressvorgang zu beginnen, und der Stahlbogen wird durch die Einschränkungen der äußeren Form und die Unterstützung der inneren Form geformt.
Im Vergleich zum Warmpressverfahren ist die Oberflächenqualität beim Stanzen geringer. Der Außenbogen des gestanzten Stahlrohrbogens wird während des Umformprozesses gestreckt, und es gibt kein überschüssiges Material an anderen Stellen, um dies auszugleichen. Dadurch reduziert sich die Wandstärke am Außenbogen um etwa 10 %. Aufgrund seiner Eignung für die Einzelteilfertigung und der geringen Kosten wird das Stanzverfahren jedoch hauptsächlich für die Herstellung kleiner Serien dickwandiger Stahlrohrbögen eingesetzt.
Die Herstellung von Stahlstanzteilen erfolgt entweder durch Kalt- oder Warmumformung. Die Wahl zwischen Kalt- und Warmumformung richtet sich in der Regel nach den Materialeigenschaften und den Möglichkeiten der Produktionsanlage.
Die Herstellung von kaltgepressten Stahlrohrbögen erfolgt mithilfe einer speziellen Rohrbogenformmaschine. Der Rohrrohling wird in die Außenform eingelegt. Nach dem Schließen der Ober- und Unterform wird der Rohrrohling durch eine Schubstange zwischen Innen- und Außenform geschoben. Die Form gleitet durch den vorgesehenen Spalt und vollendet so den Formprozess.
Durch Kaltfließpressen mit Innen- und Außenformen hergestellte Stahlrohrbögen zeichnen sich durch ein ansprechendes Aussehen, gleichmäßige Wandstärke und geringe Maßabweichungen aus. Daher werden insbesondere dünnwandige Edelstahlrohrbögen häufig mit diesem Verfahren gefertigt. Die verwendeten Innen- und Außenformen erfordern höchste Präzision; auch die Anforderungen an die Wandstärkentoleranz der Rohrrohlinge sind streng.
Mittelplattenschweißen: Mithilfe einer Presse wird aus der Mittelplatte die Hälfte des Stahlbogenprofils geformt und anschließend die beiden Profile miteinander verschweißt. Dieses Verfahren wird üblicherweise zur Herstellung von Stahlbögen ab DN700 eingesetzt. Neben den drei oben genannten gängigen Umformverfahren wird bei der Herstellung nahtloser Stahlbögen auch ein Verfahren angewendet, bei dem der Rohrrohling in die Außenform extrudiert und anschließend durch die Innenformkugel geformt wird. Dieses Verfahren ist jedoch relativ komplex und aufwendig in der Bedienung, und die Formqualität ist nicht so hoch wie bei den zuvor genannten Verfahren, weshalb es selten Anwendung findet.
Veröffentlichungsdatum: 18. September 2023