Lasergefügte Sonder-Schürzenprofile aus Edelstahl 321 für einen Ölreaktor-Retrofit
Als ein Ölreaktor in den Vereinigten Staaten ertüchtigt werden musste, stand eine vollständige Demontage nicht zur Debatte. Der Retrofit setzte auf innere Tragschürzen, die in die bestehenden Reaktorwände eingeschweisst werden und Träger sowie T-Profile für die neuen Prozessstufen aufnehmen. Montanstahl sollte die E-förmigen Sonderprofile fertigen, die diese Schürzen bilden: gekrümmte Segmente von 450 mm Höhe und 90 mm Breite, lasergefügt aus vorgebogenen Blechstreifen in Edelstahl 321. Die Geometrie, die Werkstoffanforderungen und die geforderte zertifizierte Nahtgüte machten daraus eine technisch anspruchsvolle Fertigungsaufgabe.
Gekrümmte Geometrie, Hochtemperaturlasten und zertifizierte Nahtprüfung
Arbeiten im Inneren eines bestehenden Reaktors setzt enge Grenzen. Jedes Segment musste einer genauen Krümmung folgen, damit es exakt an die Reaktorwand passt, ohne Spielraum für Massabweichungen. Das Fügen verlangte 3D-Laserschweissen mit vollständiger Nahtdurchschweissung entlang des gekrümmten Profils, in einem Werkstoff, der zugleich innere Tragkräfte bei hoher Temperatur aufnehmen musste. Der Edelstahl 321 wurde wegen seiner Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und interkristalline Korrosion vorgeschrieben. Über die geometrischen und thermischen Anforderungen hinaus musste jede Naht eine zertifizierte Ultraschallprüfung nach der Spezifikation des Kunden bestehen.
3D-Laserschweissen mit 5 Achsen und Ultraschallprüfung der Nähte
Montanstahl setzte das 3D-Laserschweissen mit einem Fünf-Achs-Roboter ein, um entlang der gekrümmten Profile eine vollständige Nahtdurchschweissung zu erreichen. Alle Vormaterialien wurden auf die gekrümmte Form vorgeschnitten und mit integrierten Aussteifungen zusammengesetzt, um die Stabilität während der Fertigung zu halten. So blieb die Geometrie über den ganzen Fügeprozess unter Kontrolle, und jedes Segment lag innerhalb der geforderten Masstoleranzen. Die Ultraschallprüfung führte qualifiziertes Personal nach der Spezifikation des Kunden durch und bestätigte die Nahtgüte an jedem Segment. Das Ergebnis war ein Satz hochwertiger tragender Schürzenprofile, mit denen der Reaktor sicher und wirtschaftlich ertüchtigt werden konnte, ohne vollständigen Neubau.
Anwendungskontext
Dieser Fall gehört zu Montanstahls Segment Öl und Gas, in dem lasergeschweisste Sonderprofile für hochbeanspruchte Tragaufgaben innerhalb von Prozessapparaten vorgeschrieben werden. Ein Reaktor-Retrofit ist ein anspruchsvolles Projekt: Die Profile müssen genaue geometrische Vorgaben erfüllen, Tragkräfte bei hohen Temperaturen aufnehmen und vor dem Einbau eine zertifizierte zerstörungsfreie Prüfung bestehen. Massgefertigte Edelstahlprofile dieser Art werden weltweit an Planungsbüros und Anlagenbetreiber geliefert, die an Ertüchtigungen, Retrofits und Instandhaltung von Raffinerie- und Petrochemieanlagen arbeiten.