Nahtloser 2,5D-Rohrbogen aus Kohlenstoffstahl: Technische Daten, Anwendungen, und Vorteile

 

Einführung

In industriellen Rohrleitungssystemen, Bögen sind wichtige Komponenten, die zur Änderung der Strömungsrichtung verwendet werden, typischerweise in Winkeln von 45° oder 90°. Unter den verschiedenen verfügbaren Arten von Ellenbogen, die 2.5D nahtloser Rohrbogen wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die sanfte Strömungsübergänge erfordern, hohe Festigkeit, und Haltbarkeit. Diese Bögen bestehen aus Kohlenstoffstahl (CS), legierter Stahl (ALS), oder Edelstahl (SS), und sind in verschiedenen Größen und Ausführungen erhältlich, um den spezifischen Anforderungen verschiedener Branchen gerecht zu werden.

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über Nahtlose 2,5D-Rohrbögen aus Kohlenstoffstahl, einschließlich ihrer Spezifikationen, Herstellungsprozess, Anwendungen, und Vorteile. Wir werden auch die Unterschiede zwischen nahtlosen und geschweißten Rohrbögen untersuchen, und geben Sie detaillierte Informationen zu den verschiedenen Fahrplänen (SCH10-SCH80S) und Größen (1/2-24 Zoll, DN15-DN600 für nahtlose Bögen und 4-72 Zoll, DN150-DN1800 für geschweißte Bögen). Zusätzlich, Es sind Tabellen enthalten, in denen die wichtigsten technischen Informationen und Spezifikationen zusammengefasst sind.

Was ist ein nahtloser 2,5D-Rohrbogen??

A 2.5D nahtloser Rohrbogen ist eine Art Rohrverbindung, die dazu dient, die Richtung des Flüssigkeitsflusses in einem Rohrleitungssystem zu ändern. Die “2.5D” bezieht sich auf den Radius des Ellenbogens, Welches ist 2.5 mal dem Nenndurchmesser (D) des Rohres. Dieser größere Radius sorgt im Vergleich zu Standardbögen für einen sanfteren Strömungsübergang, Reduzierung von Turbulenzen und Druckverlust.

Hauptmerkmale der nahtlosen 2,5D-Rohrbögen:

• Nahtlose Konstruktion: Nahtlose Bögen werden ohne Schweißverbindungen hergestellt, Bietet überlegene Festigkeit und Beständigkeit gegen Druck und Korrosion.
• 2.5D-Radius: Der 2,5D-Radius sorgt für einen sanfteren Strömungsübergang, Reduzierung von Druckverlusten und Minimierung des Verschleißes des Rohrleitungssystems.
• Materialoptionen: Erhältlich in Kohlenstoffstahl (CS), legierter Stahl (ALS), und Edelstahl (SS), Ermöglicht den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen und Umgebungen.
• Maßbogen: Nahtlose Ellenbogen sind in Größen von erhältlich 1/2 Zoll zu 24 Zoll (DN15-DN600), während geschweißte Bögen in Größen von erhältlich sind 4 Zoll 72 Zoll (DN150-DN1800).
• Druckwerte: Erhältlich in verschiedenen Zeitplänen, einschließlich SCH10, SCH20, SCH40, SCH80, SCH80S, um unterschiedlichen Druck- und Temperaturanforderungen gerecht zu werden.

Tabelle 1: Hauptmerkmale nahtloser 2,5D-Rohrbögen

Charakteristisch	Beschreibung
Ellenbogentyp	Nahtloser Rohrbogen mit einem 2,5D-Radius
Material	C-Stahl (CS), legierter Stahl (ALS), Edelstahl (SS)
Maßbogen (Nahtlos)	1/2 Zoll zu 24 Zoll (DN15-DN600)
Maßbogen (Geschweißt)	4 Zoll 72 Zoll (DN150-DN1800)
Druckwerte	SCH10, SCH20, SCH40, SCH80, SCH80S
Anwendungen	Öl & Gas, Chemische Verarbeitung, Stromerzeugung, Wasseraufbereitung, etc..

Materialien, die in nahtlosen 2,5D-Rohrbögen verwendet werden

Die Materialauswahl für nahtlose 2,5D-Rohrbögen hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, einschließlich Faktoren wie Druck, Temperatur, und die Art der transportierten Flüssigkeit oder des Gases. Zu den am häufigsten für diese Ellbogen verwendeten Materialien gehören: c-Stahl (CS), legierter Stahl (ALS), und Edelstahl (SS).

1. Kohlenstoffstahl (CS)

C-Stahl ist aufgrund seiner hohen Festigkeit eines der am häufigsten verwendeten Materialien für nahtlose Rohrbögen, Haltbarkeit, und Wirtschaftlichkeit. Es eignet sich für Anwendungen, bei denen Korrosion kein großes Problem darstellt, beispielsweise in Öl- und Gaspipelines, Wasserverteilungssysteme, und allgemeine industrielle Rohrleitungen.

• Vorteile: Hohe Festigkeit, kostengünstig, einfach herzustellen.
• Nachteile: In bestimmten Umgebungen korrosionsanfällig, beispielsweise solche, die Feuchtigkeit oder ätzende Chemikalien enthalten.

2. Legierter Stahl (ALS)

Legierter Stahl enthält zusätzliche Legierungselemente, wie Chrom, Molybdän, und Nickel, die seine Stärke erhöhen, Härte, und Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Korrosion. Bögen aus legiertem Stahl werden üblicherweise in Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen verwendet, wie etwa die Stromerzeugung, petrochemische Verarbeitung, und Raffinerien.

• Vorteile: Hohe Festigkeit, ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hitze und Korrosion.
• Nachteile: Teurer als Kohlenstoffstahl, erfordert spezielle Schweißtechniken.

3. Rostfreier Stahl (SS)

Edelstahl ist bekannt für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Dadurch ist es ideal für den Einsatz in korrosiven Umgebungen, wie etwa chemische Verarbeitungsanlagen, Lebensmittel- und Getränkeproduktion, und pharmazeutische Herstellung. Edelstahlbögen sind in verschiedenen Qualitäten erhältlich, einschließlich 304, 316, und 321, Jedes bietet ein unterschiedliches Maß an Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften.

• Vorteile: Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe Haltbarkeit, geeignet für hygienische Anwendungen.
• Nachteile: Höhere Kosten im Vergleich zu Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl.

Tabelle 2: Materialvergleich für nahtlose 2,5D-Rohrbögen

Material	Vorteile	Nachteile	Anwendungen
Kohlenstoffstahl (CS)	Hohe Festigkeit, kostengünstig, einfach herzustellen	In bestimmten Umgebungen korrosionsanfällig	Öl & Gas, Wasserverteilung, allgemeine industrielle Verwendung
Legierter Stahl (ALS)	Hohe Festigkeit, ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hitze und Korrosion	Teurer, erfordert spezielles Schweißen	Stromerzeugung, petrochemisch, Raffinerien
Rostfreier Stahl (SS)	Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe Haltbarkeit, geeignet für hygienische Anwendungen	Höhere Kosten im Vergleich zu Kohlenstoff- und legiertem Stahl	Chemische Verarbeitung, Essen & Getränk, pharmaka

Herstellungsprozess von nahtlosen 2,5D-Rohrbögen

Der Herstellungsprozess nahtloser Rohrbögen umfasst mehrere Schritte, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die erforderlichen Festigkeitsspezifikationen erfüllt, Haltbarkeit, und Maßhaltigkeit. Der Prozess umfasst typischerweise die folgenden Phasen:

1. Rohstoffauswahl

Der erste Schritt bei der Herstellung eines nahtlosen Rohrbogens ist die Auswahl des geeigneten Rohmaterials, typischerweise ein nahtloses Rohr oder Knüppel aus Kohlenstoffstahl, legierter Stahl, oder Edelstahl. Die Auswahl des Materials richtet sich nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung, wie zum Beispiel Druck, Temperatur, und Korrosionsbeständigkeit.

2. Schneiden

Das ausgewählte Rohmaterial wird auf die benötigte Länge zugeschnitten, abhängig von der Größe des herzustellenden Ellenbogens. Die Länge des geschnittenen Materials wird durch den gewünschten Radius und Winkel des Ellenbogens bestimmt (zum Beispiel., 45° oder 90°).

3. Heizung

Das geschnittene Rohr oder Barren wird in einem Ofen auf eine hohe Temperatur erhitzt, typischerweise zwischen 900°C und 1200°C (1650°F bis 2200°F), um das Material formbarer und leichter formbar zu machen.

4. Bildung

Sobald das Material die gewünschte Temperatur erreicht hat, es wird in eine Formform gelegt, Dort wird es in die erforderliche Ellenbogenkonfiguration geformt. Der Umformprozess kann mehrere Techniken umfassen, einschließlich heißes Schieben, Dornbiegen, oder hydraulische Umformung, abhängig von der Größe und den Spezifikationen des Ellenbogens.

• Heißes Schieben: In diesem Prozess, Das erhitzte Rohr wird durch eine Matrize gedrückt, um die gewünschte Bogenform zu erhalten. Das Rohr wird gleichzeitig aufgeweitet und gebogen, um den erforderlichen Radius und Winkel zu erreichen.
• Dorn biegen: Um zu verhindern, dass das Rohr während des Biegevorgangs zusammenfällt, wird ein Dorn in das Rohr eingeführt. Anschließend wird das Rohr um eine Matrize gebogen, um den Bogen zu bilden.
• Hydraulische Umformung: Mithilfe von hydraulischem Druck wird das Rohr aufgeweitet und in die gewünschte Bogenform gebogen.

5. Wärmebehandlung

Nach dem Formen, Der Ellenbogen wird einer Wärmebehandlung unterzogen, um innere Spannungen abzubauen und seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Zu den gängigen Wärmebehandlungsprozessen gehören: normalisierend, Glühen, und Abschrecken und Anlassen, je nach Material und Anwendungsanforderungen.

6. Bearbeitung und Endbearbeitung

Sobald der Ellenbogen wärmebehandelt wurde, Es wird bearbeitet, um die erforderlichen Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen. Dazu können Prozesse gehören wie z Trimmen, Abschrägung, und Polieren. Die Enden des Winkelstücks sind normalerweise abgeschrägt, um sie für das Schweißen während der Installation vorzubereiten.

7. Inspektion und Prüfung

Der letzte Schritt im Herstellungsprozess ist die Inspektion und Prüfung, um sicherzustellen, dass der Ellenbogen die erforderlichen Festigkeitsspezifikationen erfüllt, Maßhaltigkeit, und Oberflächenbeschaffenheit. Zu den gängigen Tests gehören: Ultraschallprüfung, Röntgenprüfung, und hydrostatische Prüfung um auf Mängel wie Risse zu prüfen, voids, or leaks.

Tabelle 3: Herstellungsprozess von nahtlosen 2,5D-Rohrbögen

Schritt	Beschreibung
Rohstoffauswahl	Selection of seamless pipe or billet made from carbon steel, legierter Stahl, oder Edelstahl
Schneiden	Cutting the raw material to the required length
Heizung	Heating the material to a high temperature to make it malleable
Bildung	Shaping the material into the required elbow configuration using hot pushing, Dornbiegen, or hydraulic forming
Wärmebehandlung	Relieving internal stresses and improving mechanical properties through normalizing, Glühen, oder löschen und temperieren
Bearbeitung und Endbearbeitung	Machining the elbow to achieve the required dimensions and surface finish
Inspektion und Prüfung	Inspecting and testing the elbow for strength, Maßhaltigkeit, und Oberflächenbeschaffenheit

Pressure Ratings and Schedules (SCH10-SCH80S)

The pressure rating of a 2.5D seamless pipe elbow is determined by its Zeitplan (SCH), which refers to the wall thickness of the pipe. Der Zeitplan beeinflusst die Fähigkeit des Kniestücks, dem Innendruck standzuhalten, und ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl des geeigneten Kniestücks für eine bestimmte Anwendung.

Gemeinsame Zeitpläne für nahtlose 2,5D-Rohrbögen:

• SCH10: Dünnwandig, Geeignet für Niederdruckanwendungen.
• SCH20: Etwas dicker als SCH10, Wird in Anwendungen mit mittlerem Druck verwendet.
• SCH40: Standardwandstärke, Wird häufig in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, inklusive Wasser, Gas, und Dampfleitungen.
• SCH80: Dickwandig, Geeignet für Hochdruckanwendungen.
• SCH80S: Ähnlich wie SCH80, jedoch mit etwas anderer Wandstärke, Wird häufig in Rohrleitungssystemen aus Edelstahl verwendet.

Tabelle 4: Druckwerte und Zeitpläne für nahtlose 2,5D-Rohrbögen

Zeitplan	Wandstärke (Zoll)	Druckstufe (psi)	Anwendungen
SCH10	0.109 – 0.148	150 – 300	Niederdruckanwendungen, wie Wasserverteilungs- und HVAC-Systeme
SCH20	0.147 – 0.216	300 – 600	Anwendungen mit mittlerem Druck, wie Gasleitungen und industrielle Wassersysteme
SCH40	0.154 – 0.337	600 – 1500	Standardanwendungen, inklusive Dampf, Gas, und Wasserleitungen
SCH80	0.218 – 0.500	1500 – 3000	Hochdruckanwendungen, wie Öl- und Gaspipelines und chemische Verarbeitung
SCH80S	0.218 – 0.500	1500 – 3000	Hochdruck-Rohrleitungssysteme aus Edelstahl

Nahtlos vs. Geschweißte Bögen

Bei der Auswahl eines Rohrbogens, Es ist wichtig, die Unterschiede zwischen zu verstehen nahtlos und geschweißt Ellbogen, da jeder Typ seine eigenen Vor- und Nachteile hat.

1. Nahtlose Ellenbogen

Nahtlose Ellenbogen werden aus einem einzigen Materialstück hergestellt, ohne jegliche Schweißverbindungen. Dies sorgt für überlegene Festigkeit und Druckfestigkeit, Dadurch sind nahtlose Rohrbögen ideal für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen.

• Vorteile: Keine Schweißverbindungen, höhere Festigkeit, bessere Druck- und Korrosionsbeständigkeit.
• Nachteile: Teurer als geschweißte Bögen, begrenzter Größenbereich (typischerweise bis zu 24 Zoll).

2. Geschweißte Bögen

Geschweißte Rohrbögen werden hergestellt, indem zwei Materialstücke durch Schweißtechniken miteinander verbunden werden. Geschweißte Rohrbögen sind im Allgemeinen günstiger als nahtlose Rohrbögen, Aufgrund vorhandener Schweißverbindungen können sie eine geringere Festigkeit und Druckfestigkeit aufweisen.

• Vorteile: Niedrigere Kosten, in größeren Größen erhältlich (bis zu 72 Zoll).
• Nachteile: Schweißverbindungen können schwächer sein als nahtlose Konstruktionen, Korrosionsgefahr an der Schweißnaht.

Tabelle 5: Vergleich von nahtlosen und geschweißten Bögen

Typ	Vorteile	Nachteile	Anwendungen
Nahtlose Ellenbogen	Keine Schweißverbindungen, höhere Festigkeit, bessere Druck- und Korrosionsbeständigkeit	Teurer, begrenzter Größenbereich (bis zu 24 Zoll)	Hochdruck, Hochtemperaturanwendungen
Geschweißte Bögen	Niedrigere Kosten, in größeren Größen erhältlich (bis zu 72 Zoll)	Schweißverbindungen können schwächer sein, Korrosionsgefahr an der Schweißnaht	Anwendungen mit niedrigem bis mittlerem Druck, Rohrleitungen mit großem Durchmesser

Anwendungen von nahtlosen 2,5D-Rohrbögen