Worin besteht der Unterschied zwischen warmgewalzten nahtlosen Stahlrohren und kaltgewalzten nahtlosen Stahlrohren? Handelt es sich bei den üblichen nahtlosen Stahlrohren um warmgewalzte nahtlose Stahlrohre?
Kaltgewalzte nahtlose Stahlrohre haben üblicherweise einen kleinen Durchmesser, warmgewalzte nahtlose Stahlrohre hingegen einen großen. Die Präzision kaltgewalzter nahtloser Stahlrohre ist höher als die warmgewalzter nahtloser Stahlrohre, und auch der Preis ist höher.
Nahtlose Stahlrohre werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Herstellungsverfahren in warmgewalzte (extrudierte) nahtlose Stahlrohre und kaltgezogene (gewalzte) nahtlose Stahlrohre unterteilt. Kaltgezogene (gewalzte) Rohre werden in Rundrohre und Rohre mit Sonderformen unterteilt.
1) Warmgewalzte nahtlose Rohre für verschiedene Zwecke werden unterteilt in: Normalstahlrohre, Stahlrohre für Nieder- und Mitteldruckkessel, Stahlrohre für Hochdruckkessel, legierte Stahlrohre, Edelstahlrohre, Rohre für die Erdölverarbeitung, geologische Stahlrohre und sonstige Stahlrohre. Kaltgewalzte nahtlose Stahlrohre werden ebenfalls unterteilt in: Normalstahlrohre, Stahlrohre für Nieder- und Mitteldruckkessel, Stahlrohre für Hochdruckkessel, legierte Stahlrohre, Edelstahlrohre, Rohre für die Erdölverarbeitung und sonstige Stahlrohre sowie dünnwandige Stahlrohre aus Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl und Edelstahl. Hinzu kommen Stahlrohre und Stahlrohre mit Sonderprofilen.
2) Der Außendurchmesser warmgewalzter nahtloser Rohre unterschiedlicher Größen beträgt im Allgemeinen mehr als 32 mm, die Wandstärke 2,5–75 mm. Kaltgewalzte nahtlose Rohre können einen Durchmesser von bis zu 6 mm und eine Wandstärke von bis zu 0,25 mm aufweisen. Dünnwandige Rohre erreichen einen Außendurchmesser von bis zu 5 mm und eine Wandstärke von unter 0,25 mm. Kaltwalzen ermöglicht eine höhere Maßgenauigkeit als Warmwalzen.
3) Prozessunterschiede 1. Kaltgewalzter Formstahl ermöglicht lokales Knicken des Profils, wodurch die Tragfähigkeit des Stabes nach dem Knicken voll ausgenutzt werden kann; warmgewalzter Stahl hingegen ermöglicht kein lokales Knicken des Profils.
2. Die Ursachen für die Eigenspannungen in warmgewalztem und kaltgewalztem Stahl sind unterschiedlich, daher ist auch deren Verteilung im Querschnitt sehr verschieden. Die Eigenspannungsverteilung in kaltgeformten dünnwandigen Stahlprofilen ist gekrümmt, während die Eigenspannungsverteilung in warmgewalzten oder geschweißten Stahlprofilen schichtartig ist.
3. Die freie Torsionssteifigkeit von warmgewalztem Stahl ist höher als die von kaltgewalztem Stahl, daher ist die Torsionsfestigkeit von warmgewalztem Stahl besser als die von kaltgewalztem Stahl.
4) Unterschiedliche Vor- und Nachteile Kaltgewalzte nahtlose Rohre bezeichnen Stahlbleche oder Stahlbänder, die durch Kaltziehen, Kaltbiegen und Kaltziehen bei Raumtemperatur zu verschiedenen Stahlsorten verarbeitet werden.
Vorteile: Die Formgebungsgeschwindigkeit ist hoch, der Ausstoß ist hoch, die Beschichtung wird nicht beschädigt, und es können verschiedene Querschnittsformen hergestellt werden, um den Anforderungen der Einsatzbedingungen gerecht zu werden; Kaltwalzen kann eine große plastische Verformung des Stahls bewirken und dadurch die Streckgrenze des Stahls erhöhen.
Nachteile: 1. Obwohl beim Umformprozess keine thermoplastische Kompression stattfindet, bleiben im Profil Restspannungen erhalten, die das Gesamt- und lokale Beulverhalten des Stahls beeinträchtigen. 2. Kaltgewalzter Stahl ist in der Regel ein offenes Profil, was zu einer geringen Torsionssteifigkeit führt. Er verdreht sich leicht beim Biegen und neigt unter Druck zum Verbiegen und Verdrehen, wodurch seine Torsionsfestigkeit gering ist. 3. Die Wandstärke von kaltgewalztem Stahl ist gering, und die Stoßfugen der Bleche sind nicht verstärkt, wodurch die Fähigkeit zur Aufnahme lokaler Punktlasten schwach ist.
Warmgewalzte nahtlose Rohre verhalten sich zu kaltgewalzten nahtlosen Rohren. Kaltgewalzte nahtlose Rohre werden unterhalb der Rekristallisationstemperatur gewalzt, warmgewalzte nahtlose Rohre oberhalb der Rekristallisationstemperatur.
Vorteile: Es kann die Gussstruktur des Blocks zerstören, das Stahlkorn verfeinern, Strukturfehler beseitigen, die Stahlstruktur verdichten und die mechanischen Eigenschaften verbessern. Diese Verbesserung zeigt sich hauptsächlich in Walzrichtung, sodass der Stahl bis zu einem gewissen Grad nicht mehr isotrop ist; die während des Gießprozesses entstandenen Blasen, Risse und Unebenheiten können zudem bei hohen Temperaturen und hohem Druck verschweißt werden.
Nachteile: 1. Nach dem Warmwalzen werden die nichtmetallischen Einschlüsse (hauptsächlich Sulfide, Oxide und Silikate) im Stahl zu dünnen Blechen verpresst, wodurch es zu Delaminationen (Zwischenlagen) kommt. Delaminationen verschlechtern die Zugeigenschaften des Stahls in Dickenrichtung erheblich, und beim Schrumpfen der Schweißnaht kann es zu Zwischenlagenrissen kommen. Die durch das Schrumpfen der Schweißnaht verursachte lokale Dehnung erreicht oft ein Vielfaches der Streckgrenze und ist damit deutlich größer als die durch die Belastung verursachte Dehnung.
2. Eigenspannungen infolge ungleichmäßiger Abkühlung. Eigenspannungen sind innere, selbstausgleichende Spannungen ohne äußere Krafteinwirkung. Warmgewalzte Profile unterschiedlicher Querschnitte weisen solche Eigenspannungen auf. Im Allgemeinen gilt: Je größer der Querschnitt des Stahlprofils, desto höher die Eigenspannung. Obwohl sich die Eigenspannungen selbst ausgleichen, beeinflussen sie dennoch das Verhalten des Stahlbauteils unter äußerer Krafteinwirkung. Beispielsweise können sie Verformung, Stabilität und Dauerfestigkeit negativ beeinflussen.
3. Warmgewalzte Stahlprodukte sind hinsichtlich Dicke und Breite schwer zu kontrollieren. Die Wärmeausdehnung und -kontraktion sind uns bekannt. Selbst wenn Länge und Dicke anfänglich den Normen entsprechen, ergeben sich nach der Endabkühlung gewisse Abweichungen. Je größer diese Abweichungen sind, desto dicker ist das Produkt und desto deutlicher sind die Auswirkungen auf die Eigenschaften.