Was ist der Unterschied zwischen geschweißten und nahtlosen Edelstahlrohren?

01. Koaxialität 

Das Herstellungsverfahren von nahtlosen Rohren umfasst das Stanzen eines Loches in einen Edelstahlblock bei einer Temperatur von 2200°F. Bei dieser hohen Temperatur wird das Werkzeugstahl durch Stanzen und Strecken verformt, wird weich und erhält eine spiralförmige Gestalt und tritt aus dem Loch heraus. Infolgedessen ist die Wanddicke der Rohre ungleichmäßig und die Exzentrizität hoch. Daher erlaubt die ASTM, dass die Wanddickendifferenz von nahtlosen Rohren größer ist als die von geschweißten Rohren. Geschweißte Rohre werden aus präzise gewalzten Kaltwalzblechen hergestellt (jede Rolle ist 4 - 5 Fuß breit). Diese Kaltwalzbleche haben normalerweise eine maximale Wanddickendifferenz von 0,05mm. Die Stahlplatten werden auf eine Breite von πd geschnitten, wobei d der Außendurchmesser des Rohrs ist. Die Toleranz der Wanddicke von geschweißten Rohren ist sehr gering, und die Wanddicke über den gesamten Umfang ist sehr gleichmäßig. 

02. Schweißbarkeit 

Im Allgemeinen gibt es gewisse Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung zwischen geschweißten Rohren und nahtlosen Rohren. Das Stahl, das zur Herstellung von nahtlosen Rohren verwendet wird, erfüllt lediglich die grundlegenden Anforderungen der ASTM. Allerdings enthält das Stahl, das zur Herstellung von geschweißten Rohren verwendet wird, chemische Komponenten, die für das Schweißen geeignet sind. Beispielsweise können Silizium, Schwefel, Mangan, Sauerstoff und Elemente wie Ferrit in bestimmten Verhältnissen gemischt werden. Diese Mischung kann während des Schweißprozesses eine Schweißschlacke erzeugen, die Wärme gut leitet, wodurch die gesamte Schweißnaht durchdringt. Rohre ohne diese chemischen Komponenten, wie nahtlose Rohre, erzeugen während des Schweißprozesses verschiedene instabile Faktoren, was es schwierig macht, fest zu schweißen und die Schweißnaht nicht durchzudringen. 

03. Korngröße 

Die Größe der Metallkörner hängt von der Wärmebehandlungstemperatur und der Dauer der Aufrechterhaltung derselben Temperatur ab. Die Korngröße sowohl der geglühten geschweißten Edelstahlrohre als auch der nahtlosen Edelstahlrohre ist gleich. Wenn die geschweißten Rohre die minimale Kaltbehandlung erfahren, ist die Korngröße der Schweißnaht kleiner als die des geschweißten Metalls, andernfalls ist die Korngröße gleich. 

04. Rohrleitungsfestigkeit 

Die Festigkeit des Rohrs hängt von der Legierungszusammensetzung ab. Daher haben nahtlose Edelstahlrohre und geschweißte Edelstahlrohre mit derselben Legierung und derselben Wärmebehandlung im Wesentlichen dieselbe Festigkeit. 

Nach Durchführung von Zugversuchen und dreidimensionalen Schwingungstests trat das Reißen des nahtlosen Edelstahlrohrs fast immer in Bereichen weit entfernt vom Schweißpunkt oder der erwärmten Zone auf. Dies liegt daran, dass die Schweißnaht weniger Verunreinigungen und einen etwas höheren Stickstoffgehalt hat, sodass die Festigkeit an der Schweißnaht besser ist als an anderen Teilen. Allerdings ist der Meinung der ASME (American Society of Mechanical Engineers), dass nahtlose Edelstahlrohre nur 85% des zulässigen Drucks ertragen können. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die Daten früher gesammelt wurden als die derzeit verwendeten verbesserten Schweißgeräte. 

Nach ASME - Vorschriften können nahtlose Edelstahlrohre, die 100 %ige Ultraschallprüfung bestehen, den zulässigen Druck vollkommen ertragen. Ebenso ist in Europa und Asien festgelegt, dass nahtlose Edelstahlrohre, die Wirbelstromprüfung bestehen, ihre hervorragende Schweißbarkeit gewährleisten können. Die Wirbelstromprüfung muss durch gesetzliche Verfahren und von lizenzierten Institutionen durchgeführt werden. 

05. Korrosionsbeständigkeit 

Die Korrosionsbeständigkeit hängt auch von der Zusammensetzung der Legierung ab. Nahtlose Edelstahlrohre mit derselben chemischen Zusammensetzung und geschweißte Edelstahlrohre, die einer vollständigen Wärmebehandlung unterzogen wurden, haben die gleiche Korrosionsbeständigkeit. Ergänzende Tests von ASTM zeigen, dass die Korrosionsbeständigkeit an der Schweißnaht gleich oder besser als das geschweißte Metall ist. In einer sauren Chloridumgebung wird die Korrosion an den Schweißnähten von nicht erwärmten geschweißten Stahlrohren beschleunigt, aber dies dient nur dem Zweck des Korrosionstests. Tatsächlich ist die reale Umgebung nicht so hart. 

06. Flexibilität und Erweiterbarkeit 

Die Erweiterbarkeit der Schweißnaht kann durch die folgenden von ASTM spezifizierten Tests verifiziert werden: Bei 45° biegen, dann auf 90° biegen und dann entlang der Schweißnaht glätten; dann das nahtlose Edelstahlrohr umdrehen und die obigen Schritte wiederholen, damit der Innendurchmesser der Schweißnahtbiegung 180° erreicht. Die Qualität der Schweißnaht entspricht dem Standard, dass beim Vergrößern um das 40-fache kein Reißen oder interkristallines Trennen erlaubt ist. Der Biegeradius des Rohrs wird durch die Zusammensetzung der Legierung gesteuert, und der minimale Biegeradius beträgt im Allgemeinen 2d. Die idealen Schweißbedingungen sind, dass die Schweißnaht in einem neutralen oder komprimierten Zustand ist. Darüber hinaus sollte das Rohr einer Anlaßbehandlung unterzogen werden, um seine Härte zu verringern und dadurch die Biegeeigenschaften zu verbessern. 

07. Wanddicke/Durchmesser 

Für dünnwandige Edelstahlrohre mit kleinen Wanddicke/Durchmesser-Werten ist das Schweißverfahren die beste Wahl für die Produktion; während für dickwandige Rohre mit großen Wanddicke/Durchmesser-Werten die Stanzmethode am besten geeignet ist. 

08. Gesamte Qualität 

Im Allgemeinen haben geschweißte Edelstahlrohre eine bessere Qualität als nahtlose Edelstahlrohre. Dies liegt daran, dass geschweißte Edelstahlrohre aus genau kaltgewalzten Blechen hergestellt werden, die überprüft und zugelassen wurden, so dass alle Defekte auf die Schweißstellen beschränkt sind. Nahtlose Rohre werden dagegen durch Stanzen von Edelstahlrohlingen mit Stempeln geformt, was zu vielen reißähnlichen Phänomenen in den Rohrwänden führt, die durch den Extrusionsprozess gebildet werden. Tests mit Wirbelstromtechnik zeigen, dass die Defektrate von geschweißten Edelstahlrohren normalerweise niedriger ist als die von nahtlosen Edelstahlrohren. Bei der Ultraschallprüfung ist das Hintergrundrauschen von nahtlosen Edelstahlrohren sehr hoch, was es schwierig macht, ihre Defekte zu erkennen. Im Gegensatz dazu ist das Hintergrundrauschen von geschweißten Edelstahlrohren sehr niedrig, was es einfacher macht, die Defektbereiche zu lokalisieren.