Rohreinwalzen in Wärmetauschern: Best Practices und wesentliche Überlegungen

Das Einwalzen von Rohren ist ein wesentlicher Prozessschritt bei der Herstellung von Wärmetauschern, Dampfturbinen, Kondensatoren, Luftkühlern und Kesseln. Hersteller müssen bei der Auswahl von Maschinen und Werkzeugen zum Rohreinwalzen Faktoren wie Sicherheit, Geschwindigkeit, Kosten, erforderliche Fähigkeiten des Bedieners, Wiederholbarkeit und Gesamtqualität berücksichtigen.

Bedeutung des Rohreinwalzens

Da in der Regel eine Vielzahl von Rohren in einen Wärmetauscher, Kondensator oder Kessel eingewalzt werden müssen, ist es entscheidend, bewährte Verfahren und hochwertige Rohreinwalztechnik sowie Werkzeuge für das Rohreinwalzen zu verwenden. So können häufige und kostspielige Werkzeugwechsel sowie Beschädigungen am zu walzenden Rohr vermieden werden.

Der Prozess des Rohreinwalzens

Beim Rohreinwalzen wird das Rohr mithilfe einer Rohrwalze aufgeweitet, so dass sich der Rohrinnendurchmesser vergrößert. Dabei wird die Rohrwand durch die Aufweitung reduziert und gegen die Innenseite der Bohrung des Rohrbodens gepresst. Die prozentuale Vergrößerung des Rohrinnendurchmessers ab Anlage des Rohres an die Bohrung wird Haftaufweitung genannt. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Walzungen: Anlagewalzungen und Dichtwalzungen.

• Anlagewalzungen haben in der Regel eine Haftaufweitung zwischen 3% - 5%. Anlagewalzungen sind ausreichend, wenn das Rohr nach dem Orbital-Schweißen nur noch angelegt werden soll, um Spaltkorrosion zu verhindern. Die Walzung selbst erfüllt keine Abdichtfunktion.

• Dichtwalzungen haben in der Regel eine Haftaufweitung zwischen 15% - 20%. Dichtwalzungen haben eine abdichtende Funktion und werden in der Regel als alleinige Rohr-Rohrboden-Verbindung genutzt. Eine Ausnahme hiervon besteht z.B. bei Titan-Rohren, die vor dem Schweißen dicht-gewalzt werden müssen. Wichtig beim Dichtwalzen ist, dass die Rohre nicht überwalzt werden, d.h. die Rohre nicht so stark aufgeweitet werden, dass die Moleküle des Rohrmaterials ihre Kohäsion aufgeben. Das Rohrmaterial beginnt dann zu blättern, was zur Undichtigkeit der Rohr-Rohrboden-Verbindung führen kann.

Optimales Equipment für das Rohreinwalzen

Das optimale Equipment zum Einwalzen von Rohren, insbesondere die zu verwendenden Rohrwalzen, sind immer vom zu walzenden Rohr und den Gegebenheiten abhängig. Grundsätzlich wird jedoch immer mindestens eine Antriebsmaschine und eine Rohrwalze benötigt. Während es Rohrwalzen in verschiedensten Größen und Ausführungen gibt, sind Rohreinwalzanlagen ausschließlich in pneumatischer und elektrischer Ausführung verfügbar.

Elektrische Rohreinwalzanlagen

Elektrische Rohreinwalzanlagen zeichnen sich insbesondere durch ihr breites Anwendungsspektrum, einfache Bedienbarkeit und Langlebigkeit aus. Sie bestehen aus folgenden Elementen:

• Elektronischer Einwalzkontroller: Steuert die Antriebsmaschine und gewährleistet durch die exakte Vorwahl des Abschaltdrehmoments die Einhaltung der eingestellten Haftaufweitung beim Einwalzen.

• Elektrische Antriebsmaschine: Sorgt für die Drehbewegung des Werkzeugs. Hochwertige Technodata-Antriebsmaschinen zeichnen sich durch die Eignung für nahezu alle Walz-Aufgaben aus und sind optional mit 42V-Schutzspannung verfügbar.

• Gelenkwelle: Stellt die Verbindung zwischen Antriebsmaschine und Rohrwalze her und ermöglicht durch Ausziehfunktion und Kugelführung höchste Ergonomie und Arbeitssicherheit.

• Montagewagen: Verwandelt die elektronische Einwalzanlage in eine „mobile Einwalzanlage“. Kardanische Aufhängung und schwenkbarer Galgen sorgen für höchste Ergonomie und Flexibilität.

Eine Sonderform im Bereich der elektronischen Rohreinwalzanlagen stellt die mechanisch-hydraulische Einwalzanlage dar. Diese Einwalztechnik, die insbesondere für das Einwalzen von Rohren aus hochwertigen Materialien wie Titan verwendet wird, besteht neben der Antriebsmaschine aus einem Hydraulikzylinder, über den der Vorschub der Rohrwalze gesteuert wird. Zudem werden spezielle 5-Rollen-Rohrwalzen genutzt, deren Rollen parallel angeordnet sind und die zudem über eine Führungshülse verfügen. Dies beugt Beschädigungen an der Rohrinnenseite vor und ermöglicht die genaue Steuerung des Einwalzprozesses durch den Bediener.

Pneumatische Einwalzmaschinen

Pneumatische Einwalzmaschinen zeichnen sich durch ihr einfaches Setup und schnelle Einsatzbereitschaft aus, da sie neben der pneumatischen Antriebsmaschine lediglich eine vorgeschaltete Wartungseinheit benötigen. Nachteilig hingegen ist der, verglichen mit der elektronischen Einwalzanlage, eng begrenzte Anwendungsbereich sowie das Fehlen eines Einwalzkontrollers zur einfachen und genauen Steuerung des Einwalzprozesses.

Best Practices für das Rohreinwalzen

1. Verwenden Sie hochwertige Rohreinwalztechnik, die hochwertige und reproduzierbare Walzergebnisse ermöglicht, einfach zu bedienen ist und ergonomisches sowie sicheres Arbeiten sicherstellt.

2. Verwenden Sie ausschließlich Rohrwalzen mit hohen Standzeiten, um häufige Werkzeugwechsel und damit Verzögerungen im Arbeitsprozess zu minimieren.

3. Verwenden Sie ausreichende Schmierung, um Werkzeugverschleiß zu reduzieren und Rohrschäden zu verhindern.

4. Überprüfen Sie die Rohrhärte, um Risse zu vermeiden und die richtige Wandverringerung sicherzustellen.

5. Stellen Sie die Sauberkeit der Rohrenden und die Ausrichtung sicher, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Durch die Einhaltung dieser Best Practices und das Verständnis der materialspezifischen Anforderungen an die Wandverringerung können Hersteller hochwertige Rohrverbindungen sicherstellen und das Risiko von Lecks sowie den Bedarf an Reparaturen reduzieren.