Stahlrohre lassen sich nach dem Herstellungsverfahren in zwei Kategorien unterteilen: nahtlose und geschweißte Stahlrohre. ERW-Stahlrohre stellen die gängigste Art von geschweißten Stahlrohren dar. Heute konzentrieren wir uns auf die beiden Arten von Stahlrohren, die als Rohmaterial für Gehäuse verwendet werden: nahtlose Gehäuserohre und ERW-Gehäuserohre.
Nahtloses Gehäuserohr – Gehäuserohr aus nahtlosem Stahlrohr; nahtloses Stahlrohr bezeichnet Stahlrohre, die durch Warmwalzen, Kaltwalzen, Warmziehen und Kaltziehen hergestellt werden. Der Rohrkörper selbst weist keine Schweißnähte auf.
ERW-Rohrkörper – ERW-Stahlrohre (elektrisch widerstandsgeschweißt) sind längsnahtgeschweißte Rohre, die durch Hochfrequenz-Widerstandsschweißen hergestellt werden. Die Rohbleche (Coils) für diese Rohre bestehen aus niedriggekohltem mikrolegiertem Stahl und werden im thermomechanisch kontrollierten Walzverfahren (TMCP) gewalzt.
1. Nahtlose Stahlrohre mit Außendurchmessertoleranz: Die Formgebung erfolgt durch Warmwalzen bei ca. 8000 °C. Die Zusammensetzung des Rohmaterials, die Kühlbedingungen und der Abkühlzustand der Walze beeinflussen den Außendurchmesser maßgeblich, wodurch eine präzise Kontrolle schwierig und die Schwankungsbreite groß ist. ERW-Stahlrohre: Diese werden durch Kaltbiegen geformt, wodurch sich ihr Durchmesser um 0,6 % verringert. Die Prozesstemperatur liegt im Wesentlichen bei Raumtemperatur, wodurch der Außendurchmesser präzise kontrolliert werden kann und die Schwankungsbreite gering ist. Dies trägt zur Vermeidung von schwarzen Lederschnallen bei.
2. Nahtlose Stahlrohre mit Wanddickentoleranz: Sie werden durch Perforieren von Rundstahl hergestellt, wodurch große Wanddickenabweichungen auftreten. Durch nachfolgendes Warmwalzen lässt sich die Wanddickenungleichmäßigkeit teilweise ausgleichen, jedoch können selbst modernste Maschinen sie nur innerhalb von ±5–10 % t regeln. ERW-Stahlrohre: Bei Verwendung von warmgewalzten Coils als Rohmaterial kann die Wanddickentoleranz moderner Warmwalzanlagen auf 0,05 mm begrenzt werden.
3. Oberflächenfehler des Werkstücks, das für die Herstellung nahtloser Stahlrohre verwendet wird, lassen sich im Warmwalzprozess nicht vollständig beseitigen, sondern können erst nach Fertigstellung des Produkts poliert werden. Die nach dem Stanzen verbleibenden spiralförmigen Verformungen können beim Wanddickenreduzieren nur teilweise beseitigt werden. ERW-Stahlrohre werden aus warmgewalztem Coil hergestellt. Die Oberflächenqualität des Coils entspricht der Oberflächenqualität der ERW-Stahlrohre. Die Oberflächenqualität von warmgewalztem Coil ist leicht zu kontrollieren und von hoher Qualität. Daher ist die Oberflächenqualität von ERW-Stahlrohren deutlich besser als die von nahtlosen Stahlrohren.
4. Ovales nahtloses Stahlrohr: Hergestellt im Warmwalzverfahren. Die Rohmaterialzusammensetzung des Stahlrohrs, die Kühlbedingungen und der Kühlzustand der Walze haben einen großen Einfluss auf den Außendurchmesser. Daher ist eine präzise Kontrolle des Außendurchmessers schwierig, und die Schwankungsbreite ist groß. ERW-Stahlrohr: Hergestellt durch Kaltbiegen. Der Außendurchmesser wird präzise kontrolliert, und die Schwankungsbreite ist gering.
5. Zugversuch: Die Zugeigenschaften von nahtlosen und ERW-Stahlrohren entsprechen den API-Normen. Die Festigkeit nahtloser Stahlrohre liegt jedoch im Allgemeinen im oberen Bereich, die Duktilität hingegen im unteren. ERW-Stahlrohre weisen hingegen optimale Festigkeitswerte auf, und ihr Plastizitätsindex liegt 33,3 % über dem Standard. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Eigenschaften des warmgewalzten Stahlbandes als Rohmaterial für ERW-Stahlrohre durch Mikrolegierungsschmelzen, Ofenentzugsbehandlung sowie kontrollierte Abkühlung und Walzen gewährleistet werden; die Plastizität stimmt dabei optimal überein.
6. Das Rohmaterial für ERW-Stahlrohre ist warmgewalztes Band, das im Walzprozess eine extrem hohe Präzision aufweist, wodurch die gleichmäßige Beschaffenheit jedes Teils des Bandes gewährleistet werden kann.
7. Das Rohmaterial für ERW-Warmwalzstahl-Coilrohre mit definierter Korngröße stammt aus breiten und dicken Stranggussblöcken. Die feinkörnige Erstarrungsschicht an der Oberfläche ist dick, es treten keine Säulenkristalle, Schwindungsporosität oder Poren auf, die Zusammensetzungsabweichung ist gering und die Struktur kompakt. Die Kontrolle der Korngröße des Rohmaterials wird durch den anschließenden Einsatz von Kaltwalztechnologie zusätzlich sichergestellt.
8. Die Gleitfestigkeit von ERW-Stahlrohren hängt von den Eigenschaften des Rohmaterials und dem Herstellungsverfahren ab. Die Wandstärkengleichmäßigkeit und Ovalität sind deutlich besser als bei nahtlosen Stahlrohren, was der Hauptgrund für die höhere Kollapsfestigkeit ist.
9. Schlagprüfung: Da die Zähigkeit des Grundwerkstoffs von ERW-Stahlrohren um ein Vielfaches höher ist als die von nahtlosen Stahlrohren, ist die Zähigkeit der Schweißnaht entscheidend für die Qualität von ERW-Stahlrohren. Durch die Kontrolle des Verunreinigungsgehalts im Rohmaterial, der Höhe und Richtung des Schneidgrats, der Form der Formkante, des Schweißwinkels, der Schweißgeschwindigkeit, der Heizleistung und -frequenz, des Schweißextrusionsvolumens, der Zwischenfrequenz-Rückzugstemperatur und -tiefe, der Länge der Luftkühlzone und weiterer Prozessparameter wird eine Schlagenergie der Schweißnaht von über 60 % derjenigen des Grundwerkstoffs erreicht. Durch weitere Optimierung kann die Schlagenergie der Schweißnaht nahezu an die des Grundwerkstoffs angenähert werden, was einen störungsfreien Betrieb gewährleistet.
10. Explosionsprüfung Die Leistungsfähigkeit von ERW-Stahlrohren bei der Explosionsprüfung ist wesentlich höher als die Standardanforderungen, was hauptsächlich auf die hohe Gleichmäßigkeit der Wandstärke und den gleichen Außendurchmesser der ERW-Stahlrohre zurückzuführen ist.