Für die Herstellung nahtlos warmgefertigter Stahlrohre ist der Lochprozess von entschei-dender Bedeutung für die hohe Qualität der Rohre. Um diesen Prozess bis ins Detail untersuchen zu können, hat die Firma Vallourec & Mannesmann Tubes im Dezember 2010 in Riesa eine neue Forschungsanlage eröffnet. In dieser Anlage kann in kleinerem Maß-stab gewalzt werden, während gleichzeitig das Umformverhalten von Werkstoffen und Verfahren simuliert wird. Die dadurch erhaltenen Forschungsergebnisse können problemlos auf die Großanlagen übertragen werden. Aufgrund der hohen Umformge-schwindigkeiten ist eine Beobachtung des Materials mit handelsüblichen Kameras nicht möglich. Zum Einsatz kommen deshalb Highspeed-Kameras von VKT die entsprechende Unterstützung liefern.
Vallourec & Mannesmann Tubes ist Produzent für nahtlos warmgefertigte Stahlrohre und Weltmarktführer im Segment der rohrbasierten Premiumlösungen, insbesondere für die Energiemärkte und weitere industrielle Anwendungen. Die nahtlosen Rohre von Vallourec & Mannesmann Tubes kommen in den unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz. Diese reichen von der Erdöl- und Erdgasindustrie über die Kraftwerkstechnik, Maschinen- und Fahrzeugbau bis hin zum Stahl- und Bergbau. Die Rohre werden in mehreren Prozess-schritten in einem Warmumformprozess aus Vollblöcken hergestellt. Zunächst wird das im Ofen erwärmte Vormaterial im Schrägwalzwerk gelocht. Hierbei wird das Rundmaterial durch gegenüberliegende schräggestellte Walzen auf einer Schraubenlinienform durch die Walzen in axialer Richtung bewegt. Bei diesem Verfahren stellt sich der Lochdorn dieser Bewegung entgegen, wobei er sich an der Auslaufseite mit Hilfe der Lochdornstange im Widerlager abstützt. Dadurch wird der Hohlblock geformt.
Die Ansprüche der Kunden an die Produkte wachsen kontinuierlich. Innovative Lösungen und wachsendes Know-how für Prozesse und Produkte gewinnen immer mehr an Gewicht. Der Bereich Forschung und Entwicklung ist daher ein wichtiger Schlüssel zur Wettbewerbs-fähigkeit. Hier gilt es, immer wieder neue Wege zu beschreiten und neue Möglichkeiten zu finden, die Prozesse zu optimieren. Dies geschieht unter anderem mithilfe von Simula-tionen. Doch um zu überprüfen, ob sich die reale Anwendung tatsächlich mit der vorher erstellten Computer-Simulation deckt, muss der Rohrumformprozess direkt in Augen-schein genommen werden. Dies ist aufgrund der hohen Temperaturen und Geschwindig-keiten weder mit bloßem Auge noch mit einer handelsüblichen Kamera möglich.
Jetzt gelang es gelang es Andreas Mangold, einem der Techniker, diesen Vorgang mit einer Highspeedbildanalyse sichtbar zu machen. Die Kamera macht bis zu 2.000 Bilder pro Sekunde bei 1024 x 1024 Pixel. Wegen der Schmiede-temperaturen von 1.200 Grad Celsius musste ein spezieller Hitzeschutz aufgebaut werden, weil die Kamera teilweise nur einen halben Meter Abstand vom glühenden Material hatte. Für Mensch und Kamera waren die extremen Temperaturschwankungen zwischen heiß und kalt eine große Heraus-forderung.
„Die Ergebnisse aus diesen Beobachtungen ermöglichen es uns, die Verfahrens-parameter des Walzwerks zu optimieren“, erläutert Susanne Zeller, Projektingenieurin bei Vallourec & Mannesmann Tubes. „Wir konnten trotz eingeschränkter Sichtverhältnisse sehen, wie sich das Material während der Umformung verhielt, was für uns von be-sonderem Interesse ist.“
Bild: VKT-Kamera im Einsatz: das Vallourec & Mannesmann Tubes-Forschungswalzwerk in Riesa, Foto VKT