Nahtlos-kaltgezogene Rohre für die Zylinderherstellung

Das chinesische Unternehmen Hengli Hydraulic mit Hauptsitz in Changzhou, unweit der Metropole Shanghai, ist seit vielen Jahren auf die Herstellung hydraulischer Zylinder, Axialkolbenpumpen und Ventiltechnik spezialisiert. Die Produkte werden von Unternehmen in der ganzen Welt eingesetzt. Um die Qualität der Komponenten sicherzustellen, gründete das Unternehmen nicht nur eine eigene Gießerei mit einer Kapazität von circa 50.000 Tonnen pro Jahr, auch die Herstellung der Zylinderrohre übernimmt die Firma selbst.

Während die meisten Hersteller von Hydraulikzylindern bei den Rohren auf die Fremdbeschaffung setzen, möchte das Unternehmen hier autark agieren und hat eine Fertigungsanlage gebaut, deren Ausstoß etwa 60.000 Tonnen pro Jahr erreicht. Als Vormaterial dienen warmgewalzte, nahtlose Stahlrohre der Stahlsorten Q525, Q620 und Q690. Je nach Einsatzgebiet der Hydraulikzylinder verarbeitet das Unternehmen auch 16Mn, Q345A/B/C/D/E, 20MnV6, H345W, H525W oder H550W.

Der Einsatz fortschrittlicher Verarbeitungstechnologien hat nicht nur den traditionellen Bohrprozess verändert, sondern auch die Eigenschaften des Materials verbessert. Der Herstellungsprozess umfasst acht Arbeitsschritte:

1. Wareneingang

Wareneingang der warmgewalzten nahtlosen Stahlrohre, Qualitätskontrolle mit Materialanalyse.

2. Vorbereitung der Rohre in Bädern

In der Beiz- und Phosphatierungsanlage durchlaufen die Rohre 13 unterschiedliche Bäder, deren Düsen- und Umwälzsysteme eine gleichbleibende Qualität der Flüssigkeiten garantieren. Eine spezielle Absauganlage neutralisiert die Säurenebel.

3. Verarbeitung auf Kaltziehmaschinen

Zwei Kaltziehmaschinen verarbeiten die jetzt gereinigten und vorbereiteten Rohre. Mit 300 beziehungsweise 400 Tonnen Zuggewicht können hier Durchmesser von 60 bis 377 Millimeter hergestellt werden, bei einer maximalen Länge von 14.500 Millimeter. Die Elliptizität beträgt im Inndurchmesser weniger als +/- 0,15 Millimeter, die Ovalität hat ebenfalls eine Genauigkeit mit unter +/- 0,15 Millimeter Abweichung. Die Helizität der Bohrung beträgt bei den Rohren weniger als +/- 0,1 Millimeter.

4. Richten im zwei-Rollen-Kaltwalzwerk

Danach werden die Rohre in einem zwei-Rollen-Kaltwalzwerk gerichtet. Nach diesem Produktionsprozess betragen die Maßabweichungen:

• Elliptizität Innendurchmesser: unter +/- 0,02 Millimeter
• Ovalität Außendurchmesser:  unter +/- 0,02 Millimeter
• Wanddickentoleranz: unter +/- 0,5 Millimeter
• Oberflächengüte: Ra unter 0,8

5. Spannungsfreiglühen

Bei dem nächsten Schritt des Produktionsprozesses, dem Spannungsfreiglühen, setzt das Unternehmen auf die Kompetenz eines deutschen Ofenherstellers. Ein Durchlauf-Rollenofen erhitzt das Stahlrohr auf eine Temperatur von 590 Grad Celsius mit einer Genauigkeit von +/- 5 Grad Celsius. Dieser Prozess findet unter einer Stickstoffatmosphäre statt, was die Oxidation des Rohres verhindert.

6. Erneutes Richten

Um die bei der Wärmebehandlung entstandene Verformung zu beseitigen, durchlaufen die Rohre erneut eine Richtmaschine. Hier sorgen elf Rollen für die benötigte Geradheit (Abweichung unter 0,5 Millimeter pro Meter).

7. Spannungsentlastungsglühen

Als letzten maschinellen Schritt werden Restspannungen der Richtmaschine durch eine weitere Wärmebehandlung beseitigt. Durch die niedrigere Temperatur entstehen hier keine Maßabweichungen mehr.

8. Ultraschallfehlererkennung

Als letzten Schritt durchlaufen die jetzt zur Weiterverarbeitung fertigen Rohre eine Ultraschallfehlererkennung. Hier werden Fehler sichtbar, die als Folge des materialbeanspruchenden Kaltziehprozesses entstehen können. Stichprobenartig werden außerdem Materialanalysen durchgeführt. Dann wird das Material im Warenhaus eingelagert.

Durch dieses Verfahren der Rohrherstellung entstehen dünnwandige Rohre mit hoher Festigkeit. Für die Weiterverarbeitung in den Zylinderwerken sind dies unabdingbare Eigenschaften, welche zur Gewichtsreduzierung beitragen und die spanabhebende Bearbeitung reduzieren. Dies verkürzt wiederum den Produktionszyklus und senkt die Bearbeitungskosten.

Von dem Produktionsstandort in Changzhou werden die fertigen Zylinder weltweit versendet. Mit Schiff, Bahn oder Flugzeug finden die sie ihren Weg zu den Einsatzgebieten in Mobilkränen, Industrieanwendungen im Maschinenbau oder in Offshore-Anlagen.