Duplex-Winkelprofile für Tragringe von Druckbehältern
Ein Chemieunternehmen wollte einen dichten Druckbehälter bauen und suchte Profile für das Tragskelett des Behälters. Der Behälter ist zylindrisch, weshalb die Profile vor der Montage auf den Radius des Mantels kalandriert werden mussten; zudem ist die Einsatzumgebung hochkorrosiv und mit giftigen Chemikalien belastet. Montanstahl lieferte scharfkantige Winkelprofile 150x150x16 mm aus Duplex 1.4462, hergestellt durch Hybrid-Laserschweissen und durch Zug- und Schlagprüfungen der Schweissnähte validiert; der Kunde kalandrierte die Winkel vor Ort, bevor er sie als Verbund-Tragringe einsetzte.
Das Tragskelett eines dichten Druckbehälters
Druckbehälter sind Behälter zur Lagerung von Flüssigkeiten oder Gasen unter Druck und kommen in der Chemie-, Petrochemie- und Pharmaindustrie überall dort zum Einsatz, wo ein Prozess ein Medium sicher halten und nicht nur transportieren muss. Die Struktur innerhalb und rund um den Mantel trägt einen grossen Teil der mechanischen Last, weshalb die Profile für das Tragskelett mit derselben Sorgfalt spezifiziert werden wie der Mantel selbst. In diesem Projekt ist der Behälter zylindrisch, sodass die Profile nicht gerade geliefert und eingeschraubt werden konnten. Sie mussten kalandriert werden, um der Krümmung des Behälters zu folgen. Montanstahl verfügt über die Ausrüstung zum Kalandrieren, doch aufgrund der besonderen Art des Projekts entschied sich der Kunde, diesen Arbeitsschritt unmittelbar vor der Montage vor Ort durchzuführen. Die Profile mussten daher in einem Zustand ankommen, der eine Kaltumformung erlaubt, ohne die Eigenschaften zu verlieren, für die sie ausgewählt worden waren.
Korrosion, giftige Medien und Schweissnähte mit Nachweis
Die Umgebung des Behälters ist hochkorrosiv und mit giftigen Chemikalien belastet, was der Kunde in vier Anforderungen übersetzte. Die Profile mussten scharfkantige Winkelprofile sein, damit die Geometrie eng am Mantel anliegt, ohne die grossen Innenradien, die für warmgewalzte Produkte typisch sind. Der Werkstoff musste Duplex 1.4462 sein, nach wie vor die meistverwendete Duplexgüte, gewählt, weil ihr ferritisch-austenitisches Gefüge eine hohe Beständigkeit gegen Lochfrass und Spannungsrisskorrosion mit etwa der doppelten Streckgrenze austenitischer Standardgüten verbindet, wie in unserem Überblick über Duplex- und Super-Duplex-Güten beschrieben. Als Fertigungsverfahren war das Laserhybridschweissen vorgegeben. Schliesslich mussten die Schweissnähte selbst durch Zug- und Schlagprüfungen validiert werden, denn bei Duplex ist die Naht der Ort, an dem sich das Phasengleichgewicht verschieben kann und an dem über die Korrosionsbeständigkeit des gesamten Profils entschieden wird.
Anwendungskontext
Montanstahl lieferte lasergeschweisste Winkel 150x150x16 mm aus Duplex 1.4462, gefügt im Laserhybridschweissen, das den Laser mit einer MIG-Quelle kombiniert. Mit einem hochwertigen Zusatzwerkstoff hält das Verfahren das Ferrit-Austenit-Verhältnis des Duplexgefüges innerhalb der Spezifikation, sodass sich die Korrosionsbeständigkeit des Grundwerkstoffs durch die Naht fortsetzt, statt an der Schweisslinie abzufallen. Die Profile wurden vom Kunden vor Ort kalandriert und als Verbund-Tragringe im Behälter eingebaut. Dieselbe Kombination aus Güte und Verfahren eignet sich überall dort, wo eine Struktur aggressiven Medien standhalten und gleichzeitig Lasten tragen muss, ein Thema unseres Beitrags über Duplexstahl in extremen industriellen Umgebungen. Montanstahl fertigt lasergeschweisste Winkel in Duplex-, Super-Duplex- und austenitischen Güten in Standard- und Sonderabmessungen; Fragen zu Abmessungen, Toleranzen und Prüfungen werden in den technischen Q&A beantwortet.