Ein Stahlrohr, dessen Verhältnis von Außendurchmesser zu Wandstärke weniger als 20 beträgt, wird als … bezeichnet.dickwandiges Stahlrohr.
Hauptsächlich verwendet als Erdölgeologie-Bohrrohre, Crackrohre für die petrochemische Industrie, Kesselrohre, Lagerrohre, hochpräzise Strukturrohre für Automobile, Traktoren und die Luftfahrt usw.
Der Herstellungsprozess von nahtlosen Stahlrohren: 1. Warmwalzen (extrudierte nahtlose Stahlrohre): Rundrohrblock → Erhitzen → Lochen → Dreiwalzen-Querwalzen, kontinuierliches Walzen oder Extrudieren → Rohrentnahme → Kalibrieren (oder Reduzieren) → Abkühlen → Richten → hydraulische Prüfung (oder Fehlerprüfung) → Kennzeichnung → Lagerung
Das Rohmaterial für die Herstellung nahtloser Stahlrohre sind Rundrohrrohlinge. Diese werden mit einer Schneidemaschine in Knüppel von etwa einem Meter Länge geschnitten und über ein Förderband zum Erhitzen in den Ofen transportiert. Die Knüppel werden in den Ofen eingeführt und auf eine Temperatur von ca. 1200 °C erhitzt. Als Brennstoff dient Wasserstoff oder Acetylen. Die Temperaturregelung im Ofen ist von entscheidender Bedeutung. Nach dem Verlassen des Ofens müssen die Rundrohre mit einem Druckstanzer durchbohrt werden. Üblicherweise wird hierfür ein Kegelwalzenstanzer eingesetzt. Dieser zeichnet sich durch hohe Produktionseffizienz, gute Produktqualität, große Lochdurchmesser und die Fähigkeit aus, verschiedene Stahlsorten zu verarbeiten. Nach dem Stanzen wird der Rundrohrrohling durch drei Walzen entweder quergewalzt, kontinuierlich gewalzt oder extrudiert. Nach dem Extrudieren wird das Rohr zur Kalibrierung entnommen. Die Kalibrierung erfolgt durch Hochgeschwindigkeits-Kegelbohren, wodurch der Rohling zu einem Rohr geformt wird. Der Innendurchmesser des Stahlrohrs wird durch die Länge des Außendurchmessers des Bohrers der Kalibriermaschine bestimmt. Nach dem Kalibrieren wird das Stahlrohr im Kühlturm mit Wasser besprüht und anschließend gerichtet. Danach wird es per Förderband zur Metallfehlerprüfung (oder hydraulischen Prüfung) transportiert, um innere Fehler zu erkennen. Dabei werden eventuell vorhandene Risse, Blasen oder andere Defekte im Inneren des Stahlrohrs detektiert. Nach der Qualitätsprüfung erfolgt eine sorgfältige manuelle Auslese. Anschließend werden die Stahlrohre mit Seriennummer, Spezifikation, Produktionschargennummer usw. beschriftet und per Kran ins Lager gehoben.
2. Kaltgezogenes (gewalztes) nahtloses Stahlrohr: Rundrohrrohling → Erhitzen → Perforieren → Stauchen → Glühen → Beizen → Ölen (Kupferplattieren) → Mehrstufiges Kaltziehen (Kaltwalzen) → Rohrohr → Wärmebehandlung → Richten → Hydrostatische Prüfung (Fehlerprüfung) → Kennzeichnung → Lagerung.
Produktionsklassifizierung nahtloser Stahlrohre – warmgewalzte Rohre, kaltgewalzte Rohre, kaltgezogene Rohre, extrudierte Rohre, Pressrohre
1. Nahtlose Stahlrohre für den konstruktiven Bereich (GB/T8162-1999) sind nahtlose Stahlrohre, die für allgemeine Konstruktionen und mechanische Konstruktionen verwendet werden.
2. Nahtlose Stahlrohre für den Flüssigkeitstransport (GB/T8163-1999) sind allgemeine nahtlose Stahlrohre, die zum Transport von Flüssigkeiten wie Wasser, Öl und Gas verwendet werden.
3. Nahtlose Stahlrohre für Nieder- und Mitteldruckkessel (GB3087-1999) werden zur Herstellung von Heißdampfleitungen, Siedewasserleitungen für Nieder- und Mitteldruckkessel verschiedener Bauarten, Heißdampfleitungen, großen Rauchrohren, kleinen Rauchrohren und Bogenziegeln für Lokomotivkessel verwendet. Hochwertige, warm- und kaltgewalzte (gewalzte) nahtlose Stahlrohre aus Kohlenstoffbaustahl für Rohrleitungen.
4. Nahtlose Stahlrohre für Hochdruckkessel (GB5310-1995) sind hochwertige, hitzebeständige nahtlose Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl und Edelstahl für die Heizfläche von Wasserrohrkesseln für Hochdruck und darüber.
5. Das nahtlose Hochdruck-Stahlrohr für Anlagen zur Herstellung chemischer Düngemittel (GB6479-2000) ist ein hochwertiges nahtloses Stahlrohr aus Kohlenstoffbaustahl und legiertem Stahl, das für chemische Anlagen und Rohrleitungen mit einer Betriebstemperatur von -40 bis 400 °C und einem Betriebsdruck von 10 bis 30 Ma geeignet ist.
6. Nahtlose Stahlrohre für das Erdölcracken (GB9948-88) sind nahtlose Stahlrohre, die für Ofenrohre, Wärmetauscher und Rohrleitungen in Erdölraffinerien geeignet sind.
7. Stahlrohre für geologische Bohrungen (YB235-70) sind Stahlrohre, die von geologischen Diensten für Kernbohrungen verwendet werden. Je nach Verwendungszweck lassen sie sich in Bohrrohre, Bohrkragen, Kernrohre, Futterrohre und Sedimentationsrohre unterteilen.
8. Nahtlose Stahlrohre für Diamantkernbohrungen (GB3423-82) sind nahtlose Stahlrohre, die für Bohrgestänge, Kernstangen und Verrohrungen bei Diamantkernbohrungen verwendet werden.
9. Ein Ölbohrrohr (YB528-65) ist ein nahtloses Stahlrohr für Ölbohrungen mit innen- oder außenverdickten Enden. Es gibt zwei Arten von Stahlrohren: mit und ohne Gewinde. Die Rohre mit Gewinde werden mit Verbindungsstücken, die Rohre ohne Gewinde mit Werkzeugverbindungen durch Stumpfschweißen verbunden.
10. Nahtlose Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl für Schiffe (GB5213-85) sind nahtlose Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl für die Herstellung von druckbeständigen Rohrleitungssystemen der Klasse I und II, Kesseln und Überhitzern. Die Betriebstemperatur der Wand nahtloser Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl beträgt maximal 450 °C, während die Betriebstemperatur der Wand nahtloser Stahlrohre aus legiertem Stahl 450 °C übersteigt.
11. Das nahtlose Stahlrohr für Automobil-Halbwellengehäuse (GB3088-82) ist ein warmgewalztes nahtloses Stahlrohr aus hochwertigem Kohlenstoffbaustahl und legiertem Baustahl zur Herstellung von Automobil-Halbwellengehäusen und Antriebsachsengehäusewellenrohren.
12. Die Hochdruck-Kraftstoffleitung für Dieselmotoren (GB3093-86) ist ein kaltgezogenes, nahtloses Stahlrohr zur Herstellung von Hochdruckleitungen für Dieselmotor-Einspritzsysteme.
13. Nahtlose Stahlrohre mit präzisem Innendurchmesser für Hydraulik- und Pneumatikzylinder (GB8713-88) sind kaltgezogene oder kaltgewalzte nahtlose Stahlrohre mit präzisem Innendurchmesser zur Herstellung von Hydraulik- und Pneumatikzylindern.
14. Kaltgezogene oder kaltgewalzte Präzisions-Nahtlosrohre (GB3639-83) sind präzise, nahtlose Stahlrohre mit hoher Maßgenauigkeit und guter Oberflächengüte für mechanische Konstruktionen und Hydraulikanlagen. Der Einsatz von Präzisions-Nahtlosrohren in der Fertigung von mechanischen Konstruktionen oder Hydraulikanlagen kann die Bearbeitungszeiten erheblich reduzieren, die Materialausnutzung verbessern und zur Steigerung der Produktqualität beitragen.
15. Nahtloses Stahlrohr aus Edelstahl für Konstruktionszwecke (GB/T14975-1994) ist ein warmgewalztes (Extrusion, Expansion) und kaltgezogenes (gewalztes) nahtloses Stahlrohr.
16. Nahtlose Edelstahlrohre für den Flüssigkeitstransport (GB/T14976-1994) sind warmgewalzte (extrudierte, gestreckte) und kaltgezogene (gewalzte) nahtlose Edelstahlrohre für den Flüssigkeitstransport.
17. Nahtlose Stahlrohre mit Sonderprofilen sind ein Oberbegriff für nahtlose Stahlrohre mit Querschnittsformen, die von der runden Form abweichen. Je nach Form und Größe des Querschnitts werden sie in nahtlose Stahlrohre mit Sonderprofilen und gleichbleibender Wandstärke (Code D), nahtlose Stahlrohre mit unterschiedlicher Wandstärke (Code BD) und nahtlose Stahlrohre mit variablem Durchmesser (Code BJ) unterteilt. Nahtlose Stahlrohre mit Sonderprofilen finden breite Anwendung in verschiedenen Konstruktionsteilen, Werkzeugen und Maschinenteilen. Im Vergleich zu runden Rohren weisen sie in der Regel ein höheres Flächenträgheitsmoment und Widerstandsmoment sowie eine höhere Biege- und Torsionsfestigkeit auf, wodurch das Konstruktionsgewicht deutlich reduziert und Stahl eingespart werden kann.
Nahtlose Stahlrohre werden üblicherweise durch Warm- oder Kaltwalzen hochwertiger Baustähle wie z. B. 10, 20, 30, 35, 45, 16Mn, 5MnV und anderer niedriglegierter Baustähle oder 40Cr, 30CrMnSi, 45Mn2, 40MnB und anderer Legierungsstähle hergestellt. Nahtlose Stahlrohre aus niedriglegiertem Stahl wie 10 und 20 werden hauptsächlich für Rohrleitungen zum Transport von Flüssigkeiten verwendet. Nahtlose Stahlrohre aus mittellegiertem Stahl wie 45 und 40Cr dienen der Herstellung von Maschinenteilen, beispielsweise von beanspruchten Teilen in Automobilen und Traktoren. Nahtlose Stahlrohre werden in der Regel auf Festigkeit und Planheit geprüft. Warmgewalzte Stahlrohre werden im warmgewalzten oder wärmebehandelten Zustand geliefert; kaltgewalzte Stahlrohre werden im wärmebehandelten Zustand geliefert. Nahtlose Stahlrohre für Niederdruck- und Mitteldruckkessel: werden zur Herstellung verschiedener Niederdruck- und Mitteldruckkessel, Heißdampfleitungen, Siedewasserleitungen, Wasserwandleitungen und Heißdampfleitungen für Lokomotivkessel, große Rauchrohre, kleine Rauchrohre und Bogenziegelrohre usw. verwendet.
Warm- oder kaltgewalzte (Dial-) nahtlose Stahlrohre werden aus hochwertigem Baustahl gefertigt. Hauptsächlich bestehen sie aus Stahl der Güteklassen Nr. 10 und Nr. 20. Neben der Sicherstellung der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften sind Prüfungen wie hydrostatische Druckprüfungen, Bördel-, Aufweit- und Flachdrückprüfungen erforderlich. Warmgewalzte Rohre werden im warmgewalzten Zustand, kaltgewalzte (Dial-) Rohre im wärmebehandelten Zustand geliefert.
18. GB18248-2000 (nahtloses Stahlrohr für Gaszylinder) wird hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Gas- und Hydraulikzylinder verwendet. Typische Werkstoffe sind 37Mn, 34Mn2V, 35CrMo usw.
Berechnungsformel und Beispiele für nahtlose Stahlrohre: (kg/m) W = 0,02466 × S (D – S) D = Außendurchmesser S = Wandstärke
Berechnen Sie das Gewicht pro Meter eines nahtlosen Stahlrohrs mit einem Außendurchmesser von 60 mm und einer Wandstärke von 4 mm. Gewicht pro Meter = 0,02466 × 4 × (60 – 4) = 5,52 kg. 9. Ein Ölbohrrohr (YB528-65) ist ein nahtloses Stahlrohr, das für Ölbohrungen verwendet wird und an beiden Enden innen oder außen verdickt ist. Es gibt zwei Arten von Stahlrohren: mit und ohne Gewinde. Die Rohre mit Gewinde werden mit Verbindungsstücken, die Rohre ohne Gewinde mit Werkzeugverbindungen durch Stumpfschweißen verbunden.
GB3088-82) ist ein warmgewalztes, nahtloses Stahlrohr aus hochwertigem Kohlenstoff- und legiertem Baustahl zur Herstellung von Halbachsgehäusen und Antriebswellen für Automobile.
10. Nahtlose Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl für Schiffe (GB5213-85) sind nahtlose Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl für die Herstellung von druckbeständigen Rohrleitungssystemen der Klasse I und II, Kesseln und Überhitzern. Die Betriebstemperatur der Wand nahtloser Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl beträgt maximal 450 °C, während die Betriebstemperatur der Wand nahtloser Stahlrohre aus legiertem Stahl 450 °C übersteigt.
11. Das nahtlose Stahlrohr für Automobil-Halbwellengehäuse (GB3088-82) ist ein warmgewalztes nahtloses Stahlrohr aus hochwertigem Kohlenstoffbaustahl und legiertem Baustahl zur Herstellung von Automobil-Halbwellengehäusen und Antriebsachsengehäusewellenrohren.
12. Hochdruck-Ölleitungen für Dieselmotoren (GB3093-2002) sind kaltgezogene, nahtlose Stahlrohre zur Herstellung von Hochdruckleitungen für Dieselmotor-Einspritzsysteme.
13. Nahtlose Stahlrohre mit präzisem Innendurchmesser für Hydraulik- und Pneumatikzylinder (GB8713-88) sind kaltgezogene oder kaltgewalzte nahtlose Stahlrohre mit präzisem Innendurchmesser zur Herstellung von Hydraulik- und Pneumatikzylindern.
Der größte Unterschied zwischen dickwandigen und dünnwandigen Stahlrohren liegt in der Dicke der Stahlrohrwand.
Im Allgemeinen werden dünnwandige Stahlrohre kaltgezogen, dickwandige hingegen warmgezogen. Betrachtet man die Maßeinheiten, so gilt ein Verhältnis von Wandstärke zu Rohrdurchmesser von 0,02 als dickwandig, während ein Verhältnis von Wandstärke zu Rohrdurchmesser unter 0,02 als dünnwandig gilt.
Das größte Rohr ist das dünnwandige, das größte das dickwandige. Dünnwandige Stahlrohre werden hauptsächlich für Rohrleitungen verwendet, während dickwandige Stahlrohre vorwiegend als Hohlkörpermaterial für drucktragende und wichtige Rohrleitungen dienen.
Vorschriften und Anwendungen von dickwandigen Stahlrohren im Ingenieurwesen
1. Entsprechende Vorschriften und verschiedene Regelungen für die Auswahl und Verwendung dickwandiger Rohrverbindungsstücke
Bei der Auswahl und Verwendung dickwandiger Rohrverbindungsstücke müssen die geltenden Vorschriften und Spezifikationen unbedingt eingehalten werden, insbesondere beim Transport von extrem oder hochgefährlichen Fluiden, brennbaren Medien und Hochdruckgasen. Die Wahl des Rohrverbindungsstücks richtet sich daher primär nach dem Verwendungszweck und den Einsatzbedingungen (Druck, Temperatur, Medium). Die relevanten Vorschriften und Normen sind nachfolgend beispielhaft aufgeführt.
1) Gesetz zur Überwachung der Sicherheit von Spezialausrüstung;
2) Liste der Vorschriften für die Sicherheitsprüfung von Spezialausrüstung;
3) Vorschriften für das Sicherheitsmanagement und die Überwachung von Druckleitungen;
4) Vorschriften zur Qualitätsüberwachung und Sicherheitsüberwachung von Spezialausrüstung;
5) Vorschriften für die Konstruktion/Herstellung/Installation von Spezialausrüstungen, einschließlich Überwachung und Management (Entwurf);
6) Vorschriften zur technischen Überwachung der Sicherheit von Druckleitungen (Entwurf);
7) Sicherheitstechnische Spezifikationen für industrielle Metallpipelines (Entwurf);
2. Bestimmung der Festigkeitsklasse von Rohrformstücken
1) Bei Rohrverbindungsstücken, deren Güteklasse durch Nenndruck oder spezifizierte Druck-Temperatur-Kennlinie angegeben ist, ist die in der Norm spezifizierte Druck-Temperatur-Kennlinie als Referenz zu verwenden, z. B. GB/T 17185;
2) Die Norm legt lediglich die Nennwandstärke des daran angeschlossenen geraden Rohrs fest, und die anwendbare Druck-Temperatur-Kennlinie wird nach der in der Norm festgelegten Standardrohrgüte, wie z. B. GB14383~GB14626, bestimmt.
3) Bei Rohrverbindungsstücken, deren Außenabmessungen in Normen wie GB12459 und GB 13401 lediglich festgelegt sind, ist die Tragfähigkeit durch Bestätigungsprüfungen zu ermitteln. 4) Bei anderen Rohrverbindungsstücken sind Druckberechnungen oder analytische Analysen gemäß den einschlägigen Vorschriften durchzuführen, um die Anwendungsnorm festzulegen. Darüber hinaus darf die Festigkeitsklasse der Rohrverbindungsstücke nicht unter dem Druck liegen, dem das gesamte Rohrleitungssystem unter den extremsten Betriebsbedingungen ausgesetzt sein kann.
3. Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
Neben den bereits erwähnten Rohrverbindungsstücken, die in der Praxis im Rohrleitungsbau eingesetzt werden, existieren weitere Ausführungen, die den Anforderungen verschiedener, insbesondere spezieller, Betriebsbedingungen gerecht werden. Bei der Planung und Auswahl von Rohrverbindungsstücken gilt: Je höher die Festigkeitsklasse, desto höher die Sicherheit, jedoch auch die Projektkosten und damit die Kosten.
Aus wirtschaftlicher Sicht führt die Einhaltung der Anforderungen der Konstruktionsplanung und die größtmögliche Kostenreduzierung oft zu einer geringen Anzahl ausgewählter Rohrverbindungsstücke. Dies erschwert die Verwaltung und Regulierung der Baumaterialien vor Ort sowie die Berücksichtigung von Planungsänderungen und Materialaustausch. Daher sollte die Auswahl von Rohrverbindungsstücken Sicherheit und Wirtschaftlichkeit vereinen und die Vielfalt der Verbindungsstücke so weit wie möglich reduziert werden. Darüber hinaus sind Faktoren wie die Baustellenbedingungen, der Ausführungsgrad und der Beschaffungszyklus der Rohrverbindungsstücke zu berücksichtigen. In bestimmten Fällen sollten auch der Einsatz von verstärkten Rohrverbindungen, Gehrungsbögen und das Biegen von Rohren mit kleinem Durchmesser vor Ort in Betracht gezogen werden.
Gleichzeitig ist es aber auch notwendig, die Produktionskapazität, die Produkte und das Marktangebot der Hersteller von Rohrverbindungsstücken zu verstehen.
4. Probleme bei der Auswahl von Normen für Rohrverbindungsstücke
1) Die nationalen Normen für Rohrleitungsarmaturen sind mangelhaft. Einheitliche Normen sollten sowohl Parameter für Rohrverbindungsart als auch Materialnormen umfassen. Die Materialnormen sind jedoch entweder unvollständig oder berücksichtigen nicht die Qualitäts- und technischen Anforderungen, wie z. B. Ladungsanforderungen, Prüf- und Chargenregeln sowie Qualitätszertifizierungen. Die Normen für Rohrverbindungsmaterialien sind schlecht aufeinander abgestimmt und werden oft isoliert und aus verschiedenen Blickwinkeln formuliert, anstatt das gesamte Normensystem für Druckrohrleitungen zu berücksichtigen. Für die Auswahl im Maschinenbau existieren zwar Rohrnormen, jedoch keine entsprechenden Normen für Schmiede- oder Gussteile. Tatsächlich werden die Normen für Schmiedeteile von Rohrverbindungsarmaturen von den Normen für Schmiedeteile von Druckbehältern übernommen, ohne die Unterschiede zwischen beiden, wie z. B. Schweißen, Filmprüfung und andere Vorschriften, zu berücksichtigen.
2) Der Standard der Rohrverbindungsstücke variiert stark, und es mangelt an Konsistenz und Systematik, sodass es zu Widersprüchen bei der Verbindung kommt, was zu Unannehmlichkeiten bei der Verwendung führt.
3) Es gibt keine Normen für Typprüfungen von Rohrverbindungsstücken. Lediglich die Normen GB12459 und GB13401 legen die Druckberechnung für die Berstprüfung von stumpfgeschweißten nahtlosen Stahlrohrverbindungsstücken und stumpfgeschweißten Stahlblechrohrverbindungsstücken fest. Weitere Prüfnormen oder Durchführungsnormen zur Sicherstellung der Qualität der Rohrverbindungsstückherstellung sind nicht verfügbar.
Gewichtsformel für nahtlose Stahlrohre: [(Außendurchmesser - Wandstärke) * Wandstärke] * 0,02466 = kg/m (Gewicht pro Meter)
Veröffentlichungsdatum: 29. August 2023