Titel: Die Herstellung großer nahtloser Rohre.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1910, Band 325 (S. 11–13)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj325/ar325004

Die Herstellung großer nahtloser Rohre.

Von F. Lichte.

Die Herstellung großer nahtloser Rohre – also Rohre ohne Nietung oder Schweißung aus einem Metallstück – ist eine Errungenschaft der Neuzeit. Die vorher ausgeübten Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren beschränkten sich auf Rohre mit kleinerem Durchmesser bis zu 300 mm, von denen das Schrägwalzverfahren von Mannesmann (seit 1886), das Loch- und Ausziehverfahren von Ehrhardt (seit 1892) sowie das Patent von A. Hüsener in Duisburg (1896) zur Herstellung der Rippenrohre und Rippenmasten aus hohlgegossenen Blöcken am bekanntesten geworden sind.

Von den früheren Versuchen, nahtlose Rohre mit größerem Durchmesser herzustellen, mit denen man sich seit einer Reihe von Jahren, besonders in England, beschäftigt hatte, ist kein einziger von Erfolg gekrönt worden, und wohl sämtliche wurden wieder aufgegeben. Die Hauptursache, daß diese Bestrebungen nicht zum Ziele führten, lag darin, daß man das zu verwendende Material nicht so zu verarbeiten lernte, daß es nicht rissig oder sonstwie schadhaft wurde.

In neuerer Zeit jedoch gelang es dem Geh. Baurat Ehrhardt in Düsseldorf neben seinem Verfahren zur Herstellung kleinerer nahtloser Hohlkörper auch solche von größerem Durchmesser – also über 300 mm – als große, schwere Rohre oder Dampfkesselschüsse ohne jegliche Naht herzustellen. Das Verfahren ist als D. R. P. Nr. 86375 gesetzlich geschützt und wird von der Preß- und Walzwerk-Aktiengesellschaft in Düsseldorf ausgeführt, deren Gründer Ehrhardt ist (1899).

Den Anlaß zu dieser Erfindung bilden die vielen Unannehmlichkeiten der genieteten und geschweißten Rohre mit größerem Durchmesser. Außerdem ist die Nietung solcher Rohre verhältnismäßig kostspielig, und eine Schweißstelle besitzt eine durchschnittlich geringere Festigkeit als das ungeschweißte Metall.

Infolge der vielen früheren mißlungenen Versuche begegnete man naturgemäß auch diesem neuen Verfahren zur Herstellung großen nahtlosen Hohlmaterials in der ersten Zeit mit vielem Mißtrauen, das aber heute immer mehr verschwindet und auch in Anbetracht der bereits erzielten großen Erfolge in keiner Weise mehr gerechtfertigt erscheint. Bei der Ehrhardtschen Herstellungsweise erfährt das Material, nachdem die von vornherein sinnreich durchkonstruierten Einrichtungen hierzu auf Grund der nachher im Betriebe gemachten Erfahrungen stets vervollkommnet sind, eine durchaus sachgemäße Verarbeitung, so daß für die Zuverlässigkeit des Erzeugnisses volle Gewähr geboten werden kann.

Die Ausübung des Verfahrens ist in kurzen Zügen folgende:

Die rohen Flußeisenblöcke, wie sie das Stahlwerk liefert, werden zunächst erhitzt und hierauf mit Hilfe einer hydraulischen Presse unter einem Drucke von 1200 t in eine topfartige Form gebracht, d.h. so gelocht, daß ein |12| Boden von geringer Stärke verbleibt. In derselben Wärme noch wird der erhaltene Hohlkörper auf einen Ziehdorn gesteckt und zu einem längeren Zylinder mit einer Querschnittsfläche gleich derjenigen des fertigen Gegenstandes und etwa der fertigen Länge desselben ausgezogen. Dieses Ausziehen geschieht ebenfalls auf einer hydraulischen Presse. Hierbei erfährt das Material eine kräftige Verarbeitung, wobei es hauptsächlich auf Querfaser beansprucht wird. Der Boden, welcher bei Verwendung roh gegossener Blöcke den verlorenen Kopf enthält, wird nun abgeschnitten. Vor der nun folgenden Weiterverarbeitung ist eine abermalige Erwärmung des Zylinders nötig. Um hierauf den Glühspan zu entfernen, geht der Zylinder zuerst durch ein Walzenpaar mit unebener Fläche, welches zur Erhöhung seiner Wirkung außerdem noch durch einen Hebelmechanismus in eine schüttelnde Bewegung versetzt wird. Der gelöste Glühspan kann nun mittels eines Dampf- oder Wasserstrahlgebläses leicht entfernt werden. Mit reiner Oberfläche gelangt der Zylinder jetzt in das Fertigwalzwerk, in welchem er zwischen zwei übereinander liegenden Walzen auf den gewünschten Durchmesser ausgewalzt wird. Hierbei tritt eine Beanspruchung des Materials nur in der Richtung des Umfanges auf. Die obere der beiden Walzen ist so angeordnet, daß ein Zurückziehen möglich ist, um den Hohlzylinder auf die untere Walze bringen zu können. Ist dieses geschehen, so wird die obere, zurückgezogene Walze durch die Oeffnung des Zylinders hindurch wieder in die Betriebslage geschoben. Aus Fig. 1a und b ist zu ersehen, wie das Rohrstück zwischen den Walzen liegt.

Textabbildung Bd. 325, S. 12
Textabbildung Bd. 325, S. 12
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Im Laufe der Versuche hat sich herausgestellt, daß die obere Walze einen nur verhältnismäßig geringen Durchmesser haben darf. Um zu verhindern, daß infolge ihrer Durchbiegung ungleiche Wandstärken entstehen, ist die Unterwalze derart verstellbar eingerichtet, daß sie, hydraulisch angestellt, eine oszillierende Bewegung macht. Hierdurch ist erreicht, daß der Druck auf das Walzgut stets gleichmäßig und allmählich ausgeübt wird, das Auswalzen also gleichmäßig erfolgt.

Die oszillierende Anordnung der Unterwalze besteht darin, daß letztere während des Betriebes an den beiden Enden hin- und hergeschwenkt wird, wie dies in Fig. 2 näher dargestellt ist. Die bedeutenden Vorteile einer solchen Anordnung erklären sich folgendermaßen.

In der ausgeschwenkten Stellung der Unterwalze trifft der beim Walzen auftretende Druck hauptsächlich die Mitte der beiden Walzen und erst beim Einschwenken der unteren Walze wandert derselbe allmählich nach den Enden der Walzen zu. Es ist also klar, daß dadurch, daß die Ausübung des Walzdruckes nicht sogleich auf die ganze Länge der Walzen erfolgt, letztere zunächst nur verhältnismäßig gering beansprucht werden, um dann allmählich den höheren Druck bis zum entstehenden Maximaldruck aufzunehmen. Fig. 3 gibt ein Bild davon, wie sich der Druck auf das Walzgut in der Mitte der Walze zu dem Druck an den Enden bei ausgeschwenkter Walzenstellung verhält. Um den Unterschied recht deutlich zu zeigen, ist die Ausschwenkung übertrieben dargestellt. Es ist sehr leicht zu ersehen, daß der Abstand der Walzen voneinander in der ausgeschwenkten Stellung in der Mitte geringer ist, als an den Enden. Wird nun die Walze allmählich eingeschwenkt, d.h. in die Mittelstellung gebracht, so erhalten auch die Enden der beiden Walzen einen gleichen Abstand und somit auch einen gleichen Druck. Außer dieser Erleichterung der Arbeit des Walzens bietet eine solche oszillierende Anordnung der Unterwalze den Vorteil, daß die Ungleichmäßigkeiten in der Wandstärke der Hohlzylinder, welche eine Folge der Durchbiegung der Walzen, besonders bei dünner Oberwalze, sind, durch das Ausschwenken vermieden werden.

Um dem Zylinder, welcher sich im warmen Zustande leicht verbiegen oder elliptisch werden kann, die kreisrunde Form während des Walzens zu erhalten, bringt man seitliche Führungswalzen an, die ein Schleudern des Zylinders verhindern. Bei der Anordnung der Führungswalzen ist darauf Bedacht genommen, daß sie durch einen einfachen Hebel angestellt werden können und je nach dem Durchmesser des Walzringes nachzustellen sind.

In Vorstehendem ist also dargetan, daß durch diesen Walzprozeß das Walzstück die besagte kräftige und zweckentsprechende Verarbeitung erfährt und hiernach auch die Zuverlässigkeit des Erzeugnisses gewährleistet ist. Das Fertigfabrikat ist z.B. kleineren Zylindern, die durch Ausbohren geschmiedeter Blöcke hergestellt sind, an Festigkeit und Dehnung überlegen. Zerreißversuche und Biegeproben sowohl in der Längs- wie auch in der Querrichtung sind vielfach mit dem in dieser Weise hergestellten nahtlosen Hohlmateriale – und besonders mit großen nahtlosen Blechringen – angestellt und zugunsten des neuen Verfahrens ausgefallen. Das verarbeitete Material verfügt zum mindesten über Eigenschaften, welche einem guten und sachgemäß hergestellten Kesselbleche zukommen.

Textabbildung Bd. 325, S. 12

Im Dampfkesselbau bieten daher derartig hergestellte große, nahtlose Rohre als Kesselstücke gegenüber den anders hergestellten Schüssen große Vorteile, welche, wie bereits erwähnt, hauptsächlich durch das Fehlen jeglicher Längsnaht in der größeren Festigkeit und Sicherheit liegen. An jeder Stelle besitzt der nahtlose Kesselschuß die Festigkeit des vollen ausgewalzten Bleches, was bei genieteten oder geschweißten Schüssen niemals zu erreichen ist. Wenn bei einer Schweißnaht zuweilen auch eine ziemlich hohe Festigkeit erzielt wird, so kommt dabei die Zuverlässigkeit des einzelnen Arbeiters doch in Frage und eine unbedingte Gewähr für eine bestimmte Festigkeit kann nicht gegeben werden. Neben der größeren Sicherheit trägt die Verwendung der nahtlosen Kesselschüsse statt der genieteten zur besseren Erhaltung und längeren Lebensdauer der Dampfkessel1) bei, |13| denn dadurch, daß die Längsnähte ganz wegfallen, sind Leckagen und infolgedessen Rostfressungen so gut wie ausgeschlossen, welche aber bei den genieteten Nähten immer wieder vorkommen. Auch die Dichtigkeit der Rundnähte der nahtlosen Schüsse ist eine viel größere, weil man es nur mit einer gleichmäßigen, glatten Stemmkante zu tun hat, so daß sich diese Rundnähte viel vollkommener dichtstemmen lassen, als solche mit den ausgezogenen Blechecken.

Aus nahtlosen Schüssen zusammengesetzte Kessel findet man heute schon häufig und zwar als Landkessel jeder Art, wie auch als Schiffskessel; selbst Lokomotiv- und Lokomobilkessel werden aus nahtlosen Schüssen gefertigt.

Textabbildung Bd. 325, S. 13

Fig. 4 zeigt als Beispiel zwei nahtlose Schüsse für einen Lokomotivkessel zusammengebaut; der Dampfkesseldom ist ebenfalls ohne Längsnaht.

Zur Verwendung als Kesselschuß muß der ausgewalzte Blechring an beiden Enden von genauem Durchmesser sein, damit er sich fest an die anschließenden Schüsse anpaßt. Zu diesem Zwecke kommt jeder fertig aufgewalzte Ring auf eine besondere Reguliermaschine, die ihm den genauen und überall gleichen Durchmesser gibt. Nach dieser Richtarbeit wird jeder Ring je nach der Art der Verbindung in der Rundnaht der einzelnen Kesselschüsse auf genaue Länge entweder nur gerade abgestochen, oder beim Abstechen mit Stemmkanten versehen. Beides erfolgt auf der Drehbank. Zum Schlusse wird der so vorbereitete Blechring noch in einem besonderen Ofen stehend ausgeglüht, um etwaige Spannungen auszugleichen.

(Schluß folgt.)

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Herm. F. Lichte: Beiträge zur Erhaltung der Dampfkessel und zur Wirtschaftlichkeit im Dampfkesselbetriebe; Vulkan 1904, Nr. 5–12.

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