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Dienstag, 23. Januar 2018

Anlagenbau

Maßgeschneiderte Stahlrohre sind Rückgrat der Nord-Stream-Pipeline

Von Thilo Sagermann | 25. November 2011 | Ausgabe 47

Seit 8. November liefert die Nord-Stream-Pipeline Erdgas von Russland direkt nach Deutschland. Bevor Bundeskanzlerin Angela Merkel und der russische Präsident Dimitri Medwedew die Erste von künftig zwei Leitungssträngen in Betrieb nehmen konnten, waren Anlagen- und Maschinenhersteller gefordert, Höchstleistungen für den Bau der 1224 km langen Pipeline zu bringen. Denn die dafür gelieferten Großrohre sind maßgeschneiderte Hightech-Produkte.

Die Nord-Stream-Pipeline wird mit ihren künftig zwei Strängen von jeweils 1224 km Länge eine der längsten Unterwasserpipelines der Welt sein. Sie soll eine Transportkapazität von jährlich insgesamt etwa 55 Mrd. m3 Erdgas haben. Nach ihrer vollständigen Inbetriebnahme im nächsten Jahr wird die Pipeline die großen Gasvorkommen in Russland mit dem europäischen Gasleitungsnetz verbinden. Für beide Stränge werden rund 200 000 Rohre mit 1153 mm Innendurchmesser und Wanddicken zwischen 26,8 mm und 41 mm benötigt. Allein die deutschen Hersteller wurden mit der Produktion von rund 140 000 Rohren beauftragt.

Pipelinerohre werden zunehmend aus hochfesten Stählen wie X65 bis X100 produziert, so die Fachbezeichnung für die Festigkeit von Rohrgüten. Die Vorteile: Die Rohre sind deutlich widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse. Und sie können mit einem größeren Innendruck betrieben werden. Bei voller Kapazität der Nord-Stream-Pipeline steigt der Druck bis 220 bar. Die Unternehmen der SMS Group, Hilchenbach, liefern für die gesamte Prozesskette nach der Roheisenerzeugung sämtliche Anlagen für die wesentlichen Produktionseinheiten vom Roheisen bis zum Pipelinerohr.

In sekundärmetallurgischen Anlagen erhält der Rohstahl seine ersten Voraussetzungen für die späteren Materialeigenschaften wie Härte, Zugfestigkeit, Streckgrenze, Zähigkeit, Temperaturbeständigkeit, Verschleißwiderstand, Zerspanbarkeiten und Korrosionsverhalten. Auf den von SMS Mevac, Essen, gelieferten Anlagen entstehen u. a. die hochfesten Stahlsorten, wie man sie für die Pipelinerohre benötigt. Um dies zu erreichen, werden dem flüssigen Stahl in sogenannten VD-, VOD- oder RH-Anlagen unter Vakuum unerwünschte Gase entzogen. Durch eine ausgeklügelte Schlackenführung wird die geforderte Reinheit des Stahls erzielt. Anschließend werden genau vorausberechnete Mengen an Legierungsmittel wie Chrom, Nickel, Vanadium zugegeben, die z. B. für hohe Festigkeiten sorgen. SMS Mevac hat die dazu notwendige Anlagentechnik so weiterentwickelt, dass sich die chemische Zusammensetzung und die Temperaturführung des flüssigen Stahls in exakten Zielbereichen führen lassen.

In Stranggießanlagen durchläuft der flüssige Stahl eine gekühlte Kokille, in der sich eine Außenhaut auf dem Stahl bildet – er wird zu einem Strang. Die Form der Kokille gibt die Strangform vor, z. B. Bramme oder Knüppel. Mit den Brammenstranggießanlagen der SMS Siemag, Düsseldorf und Hilchenbach, können Kunden über 3 m breite Brammen herstellen. Entscheidend dabei sind die gleichmäßige metallurgische Innenqualität und plane, rissfreie Oberflächen. Das Unternehmen hat die Gießtechnik in den letzten Jahren weiterentwickelt, wodurch einerseits die Produktivität und anderseits eine konstant hohe Produktqualität erzielt werden.

Für die Strangführung in den Segmenten hat SMS Siemag die Dynamic Soft Reduction entwickelt. Dieses System erkennt, wo innerhalb der Bramme der Stahl vom flüssigen in den festen Zustand übergeht. Abhängig von dieser Position üben die Rollen in den Segmenten einen bestimmten Druck auf die Bramme aus. Die Folge: Die Innenqualität wird verbessert.

In Grobblechwalzwerken werden die zuvor erhitzten Brammen im Reversierbetrieb zu Grobblechen gewalzt, gerichtet und auf die geforderten Abmessungen beschnitten. Eines der weltweit stärksten Grobblechwalzwerke hat SMS Siemag für das russische Stahlunternehmen MMK, Magnitogorsk, fertiggestellt. In dem 1,5 km langen Werk werden bis zu 5 m breite Bleche produziert. Die Spezialität des neuen Werkes sind Bleche aus Röhrenstählen bis X 120. Um Bleche mit diesen hohen Festigkeiten und dennoch planen Oberflächen herzustellen, verfügt das Grobblechwalzwerk über 120 MN Walzkraft.

Bei der gesamten Blechherstellung ist das Zusammenspiel der richtigen Walzkräfte, der Walztemperatur, der Abkühlraten und der Richtparameter elementar für die Blechqualität. Am Ende des Walzprozesses sind aus den Brammen bis zu 52 m lange Bleche entstanden.

Um aus einem flachen Stahlblech ein rundes Rohr herzustellen, muss es gebogen und dann an der Naht zusammen geschweißt werden. Für die Herstellung von "längsnahtgeschweißten Großrohren" wurde von SMS Meer, Mönchengladbach, das JCO-Verfahren entwickelt. Es steht für einen neuartigen flexiblen Einformprozess in einer Presse. Hier wird das Blech zunächst zu einem J, dann zu einem C und schließlich zu einem O geformt, bevor es geheftet und unter Pulver geschweißt wird. Das JCO-Verfahren eignet sich Dank seiner Flexibilität besonders für die Produktion von Pipelinerohren in unterschiedlichen Abmessungen und für den Einsatz von Stahlblechen in hochfesten Materialgüten.   THILO SAGERMANN

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