Rohre können in Metallrohre und Nichtmetallrohre unterteilt werden. Metallrohre werden weiter in Eisen- und Nichteisenrohre unterteilt. Eisenmetalle bestehen hauptsächlich aus Eisen, während Nichteisenmetalle nicht aus Eisen bestehen. Kohlenstoffstahlrohre, Edelstahlrohre, Chrom-Molybdän-Rohre und Gusseisenrohre sind alles Eisenmetallrohre mit Eisen als Hauptbestandteil. Nickel- und Nickellegierungsrohre sowie Kupferrohre sind Nichteisenrohre. Kunststoffrohre, Betonrohre, mit Kunststoff ausgekleidete Rohre , mit Glas ausgekleidete Rohre, mit Beton ausgekleidete Rohre und andere Spezialrohre, die für besondere Zwecke verwendet werden können, werden als nichtmetallische Rohre bezeichnet. Eisenmetallrohre sind die am häufigsten verwendeten Rohre in der Energiebranche.Kohlenstoffstahlrohre werden häufig verwendet. ASTM- und ASME-Standards regeln eine Vielzahl von Rohren und Rohrleitungsmaterialien, die in der Prozessindustrie verwendet werden.
Kohlenstoffstahl ist der in der Industrie am häufigsten verwendete Stahl und macht mehr als 90 % der gesamten Stahlproduktion aus. Basierend auf dem Kohlenstoffgehalt werden Kohlenstoffstähle weiter in drei Kategorien unterteilt:
In legierten Stählen werden unterschiedliche Anteile an Legierungselementen verwendet, um gewünschte (verbesserte) Eigenschaften wie Schweißbarkeit, Duktilität, Bearbeitbarkeit, Festigkeit, Härtbarkeit und Korrosionsbeständigkeit usw. zu erreichen. Einige der am häufigsten verwendeten Legierungselemente und ihre Rolle sind folgende:
Edelstahl ist ein legierter Stahl mit einem Chromgehalt von mindestens 10,5 %. Edelstahl weist aufgrund der Bildung einer sehr dünnen Cr2O3-Schicht auf der Oberfläche eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit auf. Diese Schicht wird auch als Passivschicht bezeichnet Edelstahl wird weiter klassifiziert als:
Zusätzlich zu den oben genannten Güten werden in der Industrie auch einige hochentwickelte Edelstähle (oder Sondergüten) verwendet:
Werkzeugstähle haben einen hohen Kohlenstoffgehalt (0,5 % bis 1,5 %). Ein höherer Kohlenstoffgehalt sorgt für eine höhere Härte und Festigkeit. Dieser Stahl wird hauptsächlich zur Herstellung von Werkzeugen und Formen verwendet. Werkzeugstähle enthalten unterschiedliche Mengen an Wolfram, Kobalt, Molybdän und Vanadium, um die Hitze- und Verschleißfestigkeit sowie die Haltbarkeit des Metalls zu erhöhen. Dies macht Werkzeugstahl ideal für Schneid- und Bohrwerkzeuge.
Diese Rohre werden häufig in der Prozessindustrie verwendet. ASTM- und ASME-Bezeichnungen für Rohre sehen anders aus, aber die Materialqualitäten sind gleich. Beispiel:
Die Materialzusammensetzung und -eigenschaften in den ASME- und ASTM-Codes sind bis auf den Namen identisch. Die Zugfestigkeit von ASTM A 106 Gr A beträgt 330 MPa, von ASTM A 106 Gr B 415 MPa und von ASTM A 106 Gr C 485 MPa. Das am häufigsten verwendete Kohlenstoffstahlrohr ist ASTM A 106 Gr B. Eine Alternative zu ASTM A 106 Gr A 330 MPa ist ASTM A 53 (Feuerverzinktes oder Leitungsrohr), eine ebenfalls weit verbreitete Qualität bei Kohlenstoffstahlrohren für Rohre. ASTM A 53-Rohre sind in zwei Qualitäten erhältlich:
ASTM A 53-Rohre sind in drei Typen unterteilt: Typ E (ERW – Widerstandsgeschweißt), Typ F (Ofen- und stumpfgeschweißt) und Typ S (nahtlos). Bei Typ E sind sowohl ASTM A 53 Gr A als auch ASTM A 53 Gr B verfügbar. Bei Typ F ist nur ASTM A 53 Gr A verfügbar, während bei Typ S auch ASTM A 53 Gr A und ASTM A 53 Gr B verfügbar sind. Die Zugfestigkeit von ASTM A 53 Gr A-Rohren ist ähnlich wie ASTM A 106 Gr A bei 330 MPa. Die Zugfestigkeit von ASTM A 53 Gr B-Rohr ist ähnlich wie ASTM A 106 Gr B bei 415 MPa. Dies gilt für Kohlenstoffstahlrohre, die in der Prozessindustrie weit verbreitet sind.
Die in der verarbeitenden Industrie am häufigsten verwendeten Edelstahlrohre werden als austenitische Edelstähle bezeichnet. Das wesentliche Merkmal von austenitischem Edelstahl besteht darin, dass er nicht magnetisch oder paramagnetisch ist. Drei wichtige Spezifikationen für austenitische Edelstähle sind:
Es gibt 18 Qualitäten in dieser Spezifikation, von denen 304 L am häufigsten verwendet wird. Eine beliebte Kategorie ist 316 L wegen seiner hohen Korrosionsbeständigkeit. ASTM A 312 (ASME SA 312) für Rohre mit einem Durchmesser von 8 Zoll oder weniger. Das „L“ zusammen mit der Qualität weist darauf hin, dass es einen niedrigen Kohlenstoffgehalt hat, was die Schweißbarkeit der Rohrsorte verbessert.
Diese Spezifikation gilt für geschweißte Rohre mit großem Durchmesser. Die in dieser Spezifikation behandelten Rohrleitungspläne sind Anhang 5S und Anhang 10.
Schweißbarkeit austenitischer rostfreier Stähle – Austenitische rostfreie Stähle haben eine höhere Wärmeausdehnung als ferritische oder martensitische rostfreie Stähle. Aufgrund des hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und der geringen Wärmeleitfähigkeit von austenitischen rostfreien Stählen kann es beim Schweißen zu Verformungen oder Verwerfungen kommen oder Schweißnähte mit niedrigem Ferritgehalt sind erforderlich. Die Tabelle (Anhang 1) dient als Leitfaden für die Auswahl des geeigneten Zusatzdrahts oder der geeigneten Elektrode basierend auf dem Grundmaterial (für austenitische Edelstähle).
Chrom-Molybdän-Rohre eignen sich für Hochtemperatur-Versorgungsleitungen, da die Zugfestigkeit von Chrom-Molybdän-Rohren bei hohen Temperaturen unverändert bleibt. Das Rohr findet Anwendung in Kraftwerken, Wärmetauschern und dergleichen. Das Rohr entspricht ASTM A 335 in mehreren Qualitäten:
Gusseisenrohre werden für die Brandbekämpfung, die Entwässerung, die Abwasserentsorgung, für schwere (unter hohe Beanspruchung) – unterirdische Rohrleitungen und andere Dienstleistungen verwendet. Die Qualitäten von Gusseisenrohren sind:
Rohre aus duktilem Gusseisen werden in unterirdischen Rohrleitungen für Feuerwehren verwendet. Dürr-Rohre sind aufgrund des Siliziumgehalts hart. Diese Rohre werden für gewerbliche Säureanwendungen verwendet, da die Güte beständig gegen handelsübliche Säure ist, und für die Wasseraufbereitung, bei der Säureabfälle abgeleitet werden.
Nirmal Surendran Menon erhielt 2005 einen Bachelor of Mechanical Engineering von der Anna University, Tamil Nadu, Indien, und 2010 einen Master of Science in Projektmanagement von der National University of Singapore.
Ashish hat einen Bachelor-Abschluss in Ingenieurwissenschaften und ist seit über 20 Jahren umfassend in den Bereichen Ingenieurwesen, Qualitätssicherung/Qualitätskontrolle, Lieferantenqualifizierung/-überwachung, Beschaffung, Inspektionsressourcenplanung, Schweißen, Fertigung, Konstruktion und Unterauftragsvergabe tätig.
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