Die Kosten nach unten biegen

Autor Bert Zorn Geschäftsführer, Schwarze-Robitec

Schon der einfache Blick von außen zum Beispiel auf ein Chemiewerk macht deutlich, welche zentrale Herausforderung dabei auftritt: Die Rohre bilden ein hochkomplexes Netzwerk, zum Leitungssystem gehören unvermeidlich eine Vielzahl von Bögen. Deshalb kommen traditionell während des Verlegens der Leitungen sehr viele verschiedene Rohrbögen mit unterschiedlichsten Abmessungen und Biegewinkeln zum Einsatz. Sie müssen auf der Baustelle mit den geraden, langen Rohren zum gewünschten Leitungsverlauf verschweißt werden. Für den Bau einer solchen Fabrik oder Raffineri sind diese Arbeitsschritte ein er- heblicher Kostenfaktor: Einerseits werden die sogenannten Einschweißbögen zuvor separat produziert, andererseits erzeugen der anschließende Schweißprozess und die anfallende Logistik zusätzliche Kosten. Häufig ist es zudem unverzichtbar, jede fertige Schweißnaht anhand von Normen oder speziellen Kundenanforderungen zu überprüfen. Auch diese Prozesse per Ultraschall- oder Röntgentechnik kosten viel Zeit und Geld. Es liegt deshalb fast auf der Hand: Die vielen Rohrbögen und ihre Verarbeitungsprozesse bieten im Anlagenbau ein riesiges Einsparpotenzial – schließlich könnte auf viele Einzelbögen und Schweißungen verzichtet werden, wenn vorgebogene Rohrleitungen passgenau auf der Baustelle angeliefert würden.

Für die dafür benötigte maschinelle Verarbeitung der Rohre gibt es mit dem Kalt- und dem Warmbiegen grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Beim Warmbiegen wird das Rohr zunächst an der gewünschten Biegestelle partiell erhitzt. Unter dem Einfluss von Temperatur und Druck beginnt das Material zu fließen. Allerdings nimmt der Warmbiegeprozess viel Zeit in Anspruch, außerdem ist der Energieverbrauch in der Produktion sehr hoch.

In diesem Zusammenhang zeigen sich die besonderen Möglichkeiten des Kaltbiegens, denn bei diesem Verfahren entfällt der energieintensive und langwierige Erwärmungsprozess. Nur die Materialeigenschaften des Werkstoffs geben gewisse Grenzen bei der Verformung vor. Ansonsten kann das Rohr in nahezu jede Form gebracht werden. Mit der Biegemaschine CNC 320 HD von Schwarze-Robitec dauert das Kaltbiegen eines Rohres mit einer Nennweite von 12“ NPS beispielsweise nur etwa 1 min.– für das Warmbiegen würden hingegen mindestens 30 min. benötigt. Dazu kommen weitere Vorteile. So können beim Kaltbiegen auch Werkstoffe verarbeitet werden, die warm nicht biegbar sind oder bei denen das Erhitzen schlicht nicht zulässig ist, weil es die Gefügestruktur des Werkstoffs verändert. Im Grunde gibt es beim Kaltbiegen deshalb nur zwei wirkliche Einschränkungen – der zur Verfügung stehende Platz in der Werkshalle und die Maschinenlänge. Wenn die langen Rohre während der Verarbeitung wortwörtlich nirgendwo „anecken“, können sie direkt und in einem Zug zu komplexen Geometrien verarbeitet werden. Dann punktet der schnelle Kaltbiegeprozess: Das Rohr wird in den Wendekopf eingespannt und mittels Transporteinheit und Wendekopf im Raum positioniert. Nach dem ersten Bogen wird es direkt weitertransportiert und nach Bedarf verdreht. So entstehen sehr schnell dreidimensionale Rohrsysteme ohne eine einzige Schweißnaht.

Besonders wichtig für den Anlagenbau ist der mögliche Biegeradius am Rohr – und genau in diesem Bereich weisen die Experten von Schwarze-Robitec ein besonderes Know-how auf. Ihre Maschinen ermöglichen das Biegen mit sehr kleinen Radien auch bei sehr großen und dickwandigen Rohren. Was bedeutet das konkret für den Anlagenbau und warum ist dieser Wert so wichtig? Der entscheidende Vorteil der kleinen Radien zeigt sich beim Einbau des Rohres: Je enger die Biegung des Rohres, desto weniger Einbauraum ist erforderlich – am Ende benötigt das ganze Rohrsystem oder die Plattform eine geringere Grundfläche. Zudem lässt sich mit einem kleinen Biegeradius viel Rohr einsparen. So beträgt die Ersparnis bei einem 180-Grad-Bogen mit einem Biegeradius von nur 1,5 x D rund 3,5 m im Vergleich zu einem bei diesen Abmessungen üblichen 5 x D Biegeradius – bei großen Chemie- oder Pharmawerken ergibt sich aus diesem kleinen Wert natürlich ein spürbarer Kosteneffekt.

Die von Schwarze-Robitec entwickelte Technologie basiert immer auf einer sehr stabilen Basismaschine. Sie nimmt die enormen Kräfte, die beim Biegen entstehen, zuverlässig auf und hat im Bereich der Spannfunktionen ausreichende Kraftreserven. Zusätzlich ist das Thema Qualitätskontrolle besonders wichtig. So kann das von Schwarze-Robitec entwickelte SpringMatic-System den Rohrbogen noch in der Maschine vermessen und seine Biegung gegebenenfalls korrigieren. Der Mess- und Korrekturvorgang dauert nur wenige Sekunden. Auf diese Weise lassen sich auch Rohre direkt und hochpräzise verarbeiten, deren Eigenschaften nicht bekannt sind oder deren Qualität stark schwankt. Für zusätzliche Produktivität im Biegeprozess sorgen die Maschinen der CNC-MW-Serie von Schwarze-Robitec. Sie gewährleisten minimale Rüstzeiten durch den Einsatz von übereinanderliegenden Mehrfach-Werkzeugen mit unterschiedlichen Nennweiten, die übereinander aufgebaut sind. Kommt im Produktionsablauf eine neue Charge Rohre mit einer veränderten Nennweite zum Einsatz, werden nur noch Biegedorn und Spannpatroneneinsatz gewechselt. Der Prozess dauert wenige Minuten. Der eigentliche Biegevorgang vollzieht sich anschließend unverändert schnell und präzise. Ähnlich unproblematisch ist das Verarbeiten von beflanschten Rohren. Bei entsprechend ausgestatteten Maschinen werden bereits vor dem Biegen die Flansche oder Muffen angeschweißt. Die ausgeklügelte Steuerung der Anlagen und ihr stabiler Aufbau sorgen anschließend für Präzision. Der stabile Maschinenaufbau verhindert, dass sich die Maschinen verwinden und damit das Rohr unpräzise wird und die Flansche im falschen Winkel stehen.

Natürlich hängt die Konstruktion dieser Spezialmaschinen stark von den spezifischen Anforderungen beim Kunden ab. Schwarze-Robitec liefert deshalb maßgeschneiderte Lösungen. Ein wichtiges Kriterium in der Konstruktion ist auch die Energieeffizienz der Anlagen. Weiterhin verfügen die Experten über umfangreiche Kenntnisse der unterschiedlichen Rohrwerkstoffe und der daraus folgenden Anforderungen für Werkzeug und Maschine. Mit diesem Komplett-Know-how entwickelt Schwarze-Robitec Antworten auf schwierigste Produktionsaufgaben.

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