voestalpine Böhler Welding

Nahtlose Metallpulverfülldrähte erhöhen die Geschwindigkeit beim UP-Schweissen

Success Story | France

Hocheffizientes Schweissen von Stählen für die Membranwandfertigung

Membranwände sind gasdichte Komponenten, die z.B. aus Nahtlosrohren mit ca. 22 m Länge, 52 mm Durchmesser und 6,3 mm Wandstärke gefertigt werden. Diese werden durch Kehlnahtschweißen in PB-Position mit ca. 15 mm breiten und 6 mm dicken Stegen verbunden. Diese Elemente werden zumeist mit dem UP-Schweißverfahren in einer Werkstatt vorgefertigt. Die Rohre werden zunächst mit Mehrkopfschweißanlagen in Zweiergruppen, Vierergruppen etc. auf einer Seite geschweißt. Dann wird das Element umgedreht und die Rückseite geschweißt. Sobald die maximale Breite der Schweißmaschine erreicht ist, wird für das Zusammenfügen der Membranwände für gewöhnlich ein manueller UP-Traktor verwendet. Um die volle Länge der Membranwand zu erreichen, werden die Rohr-zu-Rohr-Verbindungen durch Wolfram- Inertgas-schweißverfahren zusammengeschweißt. Durch die großen Abmessungen der Membranwand ist es weder wirtschaftlich noch technisch realisierbar, diese Elemente während der Werkstattfertigung einer Wärmenachbehandlung zu unterziehen. Bei der Errichtung der Kesselwände vor Ort könnten durch lokale Wärmenachbehandlungen hohe thermische Spannungen entstehen.

Obwohl für die Membranwandfertigung vorwiegend das UP-Schweißen mit Massivdrähten eingesetzt wird, nutzen einige Hersteller die Vorteile der nahtlosen Metallpulver- Fülldrähte. Im Vergleich zu Massivdrähten bieten sie Verbesserungen hinsichtlich Benetzungsverhalten, Raupenausbildung und Schlackenlöslichkeit. All diese Vorteile zusammen-genommen ermöglichen eine Erhöhung der Schweiß-geschwindigkeit auf bis zu 1,5 m/min, die im Vergleich zur Massivdrahtanwendung um 20 % höher ist. Außerdem ergibt sich aus der höheren Fahrgeschwindigkeit bei konstanter Stromstärke eine geringere Wärmeeinbringung, durch die sowohl die Schweißeigenspannung als auch der Verzug der Membranwand reduziert werden können. Aufwendige Richtarbeiten werden dadurch vermieden wodurch die Produktivität der Fertigung zusätzlich gesteigert wird.

Für die Fertigung von Membranwänden mit Grade 1 (16Mo3) konnte voestalpine Böhler Welding zusammen mit seinen Kunden ein Schweißverfahren qualifizieren, bei dem das UP-Schweißen mit der Metallpulver-Fülldraht/Pulver-Kombination Union MV Mo S - UV 305 zum Einsatz kommt und das von der benannten Stelle (TÜV) zugelassen wurde. Beim Tandemschweißen mit einem 2-mm-Draht wurde eine Fahrgeschwindigkeit von 1,45 m/min erreicht. Die Härte des Schweißguts und der Wärmeeinflusszone lag ohne Vorwärmen oder Wärmenachbehandlung bei ≤ 225 HV10. Damit waren die Anforderungen für die Fertigung der Kühlschirmelemente gemäß EN 12952-5 und VdTÜV-Merkblatt Dampfkessel 451-68/1 erfüllt.

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Bericht von Dr. Ronny Krein – Globale Anwendungstechnik