Oberflächentechnik Festwalzen dünnwandiger Rohre optimiert Rohrinnenoberfläche

Autor / Redakteur: Prof. Dirk Biermann, Hendrik Abrahams und Moritz Fuß / Stéphane Itasse

Forscher der TU Dortmund haben einen Versuchsaufbau zum Festwalzen dünnwandiger unbeschichteter und beschichteter Rohre entwickelt. Hierbei sollte eine Lösung für Brauchwassersysteme in Luftfahrzeugen generiert werden. Bisher kann es zur Bildung von Biofilmen kommen, die den Rohrquerschnitt verringern.

Anbieter zum Thema

Bild 1: Ein Flugzeug enthält circa 60 m Abwasserrohre. Wenn sich darin Biofilme bilden, bedeutet das einen hohen Wartungsaufwand. Forscher versuchen, das durch das Festwalzen der Rohrinnenoberfläche zu verhindern.
Bild 1: Ein Flugzeug enthält circa 60 m Abwasserrohre. Wenn sich darin Biofilme bilden, bedeutet das einen hohen Wartungsaufwand. Forscher versuchen, das durch das Festwalzen der Rohrinnenoberfläche zu verhindern.
(Bild: Airbus)

Die Anhaftung von Biofilmen in den Wasserrohren im Luftfahrtbetrieb stellt eine große Schwachstelle dar. Das mikrobielle Wachstum führt zu einer Verringerung des Rohrquerschnittes. Im Abwasserbereich, wo eine sehr starke Belastung vorliegt, resultieren aus diesem Effekt zahlreiche Probleme. Aufgrund von Verstopfungen ist eine Reinigung oder sogar ein Austausch des betroffenen Segmentes erforderlich, wodurch Stillstandzeiten und hohe Kosten entstehen [1]. Im Rahmen des Verbundprojektes „Nemako – Neue Materialien zur Korrosionsvermeidung in der Luftfahrt“ wird versucht, die Anfälligkeit der gefährdeten Oberflächen gegenüber der Bildung von Biofilmen zu verringern.

Festwalzen dünner Rohre erfordert Entwicklung geeigneter Vorrichtungen

Neben der Entwicklung und Aufbringung geeigneter Beschichtungen wird hierbei auch das Festwalzen der Oberfläche betrachtet (Bild 1). Die eingesetzten Rohre haben dabei eine Wandstärke von etwa 0,7 mm. Um eine ausreichend hohe Festwalzkraft aufbringen zu können, mussten zunächst geeignete Vorrichtungen entwickelt werden.

Um bezüglich der Bauteillänge eine hohe Flexibilität zu gewährleisten, wurden die Versuche auf einer Tiefbohrmaschine des Typs Giana GGB 560 durchgeführt. Diese Maschine ist für die Bearbeitung von Bauteilen mit einer Länge von bis zu 3 m ausgelegt. Neben dem konventionellen Tiefbohren ist die Maschine auch für die Feinbearbeitung vorhandener Bohrungen durch einen Schäl- oder einen Glatt- beziehungsweise Festwalzprozess geeignet. In den Bildern 2 bis 4 ist die Versuchsmaschine mit den verwendeten Vorrichtungen dargestellt.

Ummantelung verhindert Aufweiten der Rohre beim Festwalzen

Die sehr geringe Wandstärke der Bauteile erforderte die Entwicklung von darauf abgestimmten Vorrichtungen. Hierbei wurden Spannaufsätze gefertigt, zwischen denen das Rohr gespannt werden kann. Diese Aufsätze sind mit einer Bohrung ausgeführt, die dem Außendurchmesser der Rohre entspricht. Darüber hinaus wurde ein Absatz integriert, an dem die Rohre stirnseitig anliegen. Damit das Werkzeug das Rohr über die gesamte Länge bearbeiten kann, ist dieser Absatz mit einer Höhe von 0,5 mm, also 0,2 mm kleiner als die Wandstärke der Rohre ausgeführt. Des Weiteren wurde eine Ummantelung gefertigt. Diese verhindert ein unkontrolliertes Aufweiten des Rohres bei den hohen radial wirkenden Walzkräften. Diese Ummantelung ist mit sechs Nuten am Umfang hergestellt worden, um das Spannen und Lösen zu vereinfachen.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

(ID:42994768)