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Kraftwerke Rohrleitungen ganz auf Effizienz getrimmt

| Autor/ Redakteur: Bert Zorn / Stéphane Itasse

Kein Kraftwerk kommt ohne Rohrleitungen aus. Die Anforderungen sind hoch: Zum einen steigern verschleißresistente und belastbare Rohre sowie kleine Biegeradien den Wirkungsgrad. Zum anderen tragen schlanke Rohrbiegeprozesse und automatisierte Fertigungslinien selbst zur Kosteneffizienz im Kraftwerksbau bei.

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Bild 1: Für Rohrleitungen in Krafwerken müssen auch hochfeste Werkstoffe mit engen Radien gebogen werden, was die Maschine CNC 100 DB Twin von Schwarze-Robitec schafft.
Bild 1: Für Rohrleitungen in Krafwerken müssen auch hochfeste Werkstoffe mit engen Radien gebogen werden, was die Maschine CNC 100 DB Twin von Schwarze-Robitec schafft.
(Bild: Schwarze-Robitec)

Je höher die Prozesstemperaturen von Kraftwerken, desto höher ist auch ihr Wirkungsgrad. Damit Rohrleitungen den starken Temperaturbelastungen von 600 °C und mehr standhalten, werden zunehmend Rohre aus (hoch-)warmfesten Stählen wie T91 eingesetzt. Im Vergleich zu normalen Stählen verfügen diese über die erforderlichen Zeitstandfestigkeiten, um den Belastungen durch Druck- und Durchflusswerte gewachsen zu sein. Bei der Umformung dieser Rohre gilt es jedoch, verschiedene Aspekte zu berücksichtigen. Aufgrund der Festigkeit der Stähle müssen die hierzu eingesetzten Biegemaschinen zwar über die entsprechenden Biegekräfte verfügen. Doch trotz dieser Festigkeit reagieren diese Werkstoffe empfindlicher und es kann in der Rohrbiegung zu Wandstärkenverjüngung und Unrundheit kommen.

Toleranzvorgaben für Rohrleitungen fordern auch die Maschinen

Daher ist es unerlässlich, dass die für Rohrleitungen im Kraftwerksbau eingesetzten Rohrbiegemaschinen die entsprechenden Toleranzvorgaben einhalten. Dazu gehören beispielsweise die europäischen Normen EN 12952 oder die Normen der American Society of Mechanical Engineers ASME B31.1. Die Einhaltung dieser Normen spielt insbesondere vor dem Hintergrund eine bedeutende Rolle, dass der Kraftwerksbau zunehmend auf kleinere Kessel mit höherer Kapazität setzt.

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Für die Herstellung dieser Hochleistungskessel werden dicke Wandstärken und kleine Biegeradien benötigt. Nicht selten muss der minimale Biegeradius je nach Rohrdurchmesser 1 × D (teilweise auch unter 1 × D) betragen. Die dahinterstehende Biegeherausforderung angesichts der hochfesten und empfindlich reagierenden Werkstoffe ist dementsprechend groß.

Nicht allein im Kraftwerksbetrieb lassen sich durch Wirkungsgradsteigerungen Prozesse kosteneffizient gestalten. Bereits beim Bau von Kraftwerken tragen schlanke Produktionsprozesse wesentlich zur Kosteneffizienz bei. Deswegen haben sich für die Produktion von Rohrleitungen Maschinen mit zwei Biegeköpfen etabliert, denn sie ermöglichen die zeitoptimierte Fertigung komplexer Rohrschlangen.

Rohrbiegemaschine speziell für den Kraftwerksbau konzipiert

Ein solches System stellt beispielsweise die CNC 100 DB Twin des Rohrbiegemaschinenherstellers Schwarze-Robitec dar. Sie verfügt über zwei vertikal und horizontal verfahrbare Biegeköpfe (1 × linksbiegend, 1 × rechtsbiegend), die das Rohr abwechselnd im und gegen den Uhrzeigersinn biegen. Auf diese Weise bietet die Maschine hohe Flexibilität, beispielsweise bei der Fertigung von Überhitzerschlangen. Die Rohrschlange muss nicht nach jedem Bogen gewendet werden, was zügige und wirtschaftliche Produktionsprozesse und die Herstellung von großen Schenkellängen sicherstellt. Optional können auch beide Biegeköpfe in dieselbe Biegerichtung biegen. Durch die Verwendung von verschieden großen Biegeschablonen lassen sich unterschiedlich große Biegeradien herstellen.

Speziell für den Kraftwerksbau konzipiert, berücksichtigt die Rohrbiegemaschine auch die Eigenschaften von Rohren aus (hoch-)warmfesten Stählen. Beispielsweise wurden für einen chinesischen Kraftwerksbauer sowohl die CNC 100 DB Twin als auch die kundenspezifischen Biegewerkzeuge entsprechend internationalen Normen ausgelegt. Der Kraftwerksbauer fertigt auf der Anlage Kesselrohre aus den hochfesten Stählen T91 mit den Abmessungen von 32 mm × 3,5 mm bis 63,5 mm × 13 mm.

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