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Wenig Chancen für Hard Spots

Februar 2019 — Nach dem Walzen inspiziert Dillinger seine Grobbleche mit Ultraschall und Wirbelstromprüfung. Unregelmäßigkeiten und Schwachstellen in dem bis zu 50 t schweren Material werden zuverlässig erkannt.

Manche Worte vermitteln den falschen Eindruck, so zum Beispiel die Bezeichnung Grobblech. Hier ergibt sich zunächst der Eindruck von etwas klotzig Derbem. Sieht man sich die Produkte von Grobblechhersteller Dillinger in seinen Walzwerken an, ist man zunächst bestätigt. Bleche bis zu 50 t Masse rollen durchs Werk. Doch schon auf der ersten Station nach dem Walzen, dem Inspektionsbett, wandelt sich das Bild. Mit Präzision werden Markierungen zur Blechidentifizierung angebracht, Probestücke eingezeichnet und die Oberfläche auf Unregelmäßigkeiten untersucht.

Es gibt auch Fehler, die das menschliche Auge bei aller Erfahrung nicht erkennen kann. Hierzu wird das Blech durch die Ultraschallprüfanlage gefahren, an der Ungänzen wie Einschlüsse, Poren, Risse oder Lunker im Inneren des Blechs erkannt werden. Die Ultraschalltechnik wird bei Dillinger seit 30 Jahren mit einer im Rollgang installierten automatisierten Anlage eingesetzt. Sämtliche Bleche werden zu 100 % geprüft. Es entsteht eine Datenmenge, die via Handprüfung nicht zu generieren wäre. Zum einen hilft dies, Schwachstellen zu detektieren und zu eliminieren. Zum anderen kann man durch die Verknüpfung dieser Daten mit einzelnen Produktionsschritten in Stahl- und Walzwerk die Qualität der Produkte verbessern und Schwachstellen beheben.

Gleich hinter der Ultraschallprüfanlage ist eine neue Anlage, weltweit einmalig, seit Ende 2017 in Betrieb. Betreiber von Pipelines hatten vor einiger Zeit berichtet, dass Leitungen im asiatischen Raum aus längsnaht-geschweißten Großrohren für den Transport von sogenanntem Sauergas – feuchtes Erdgas mit besonders hohem Gehalt an Schwefelwasserstoff – wegen Korrosion nach wenigen Betriebstagen durch Risse in Wanddickenrichtung undicht geworden sind. Die Leitungen wurden rechtzeitig aus dem Betrieb genommen und mussten neu gebaut werden.

Hard Spots verursachen Risse

Auslöser der Rissbildung waren so genannte Hard Spots, in der Fläche begrenzte Bereiche auf der Oberfläche, deren Härte höher als die auf der übrigen Oberfläche war. Sie traten unregelmäßig in verschiedenen Größen auf den Oberflächen der Bleche auf. Typisch liegt die Dicke der Hard Spots im Bereich von wenigen Zehntel Millimetern. Der Härteunterschied zur übrigen Oberfläche war immens, so dass ein steiler Härtegradient gefunden wurde. Es wird davon ausgegangen, dass dieser Oberflächendefekt in Verbindung mit dem sauren Medium in der Pipeline rissauslösend war.

Da das Linepipe-Blech für Sauergasanwendungen auch ein zentrales Produkt für die Walzwerke in Dillingen und Dünkirchen ist, hat sich das Unternehmen genauer mit der Thematik befasst. Ziel war, eine Technik zu entwickeln, um solche Hard Spots an Blechen für spezielle Pipelines bereits innerhalb der Produktion messen zu können. Dillinger befasste sich mit verschiedenen Untersuchungstechniken, mit denen härtere Stellen auf Blechen überhaupt zu finden sind. Ein typisches Blech im Linepipe-Bereich ist 12 m bis 18 m lang, 1,5 m bis 4,20 m breit. Die verfügbaren Härteprüftechniken erzeugen Eindrücke von einem Durchmesser von etwa 1 mm. Die Dillinger-Ingenieure entwickelten in Zusammenarbeit mit dem Frankenthaler Unternehmen Rohmann eine Wirbelstrom-basierte Prüftechnik, die diese harten Stellen detektieren kann. Das auch Eddy Current genannte Verfahren wurde zunächst in manuell zu bewegende Prüfkarren – Handkarren genannt –  installiert, die von den Mitarbeitern auf vorgegebenen Wegen über die Bleche geschoben wurden.

Manuelles Prüfen ist arbeitsaufwändig, da beide Seiten des Blechs separat untersucht werden müssen. Bisher sind die Mitarbeiter allein für die Bewegung der Prüfwagen mehr als 6000 km gelaufen. Um die Kapazität und Genauigkeit zu vergrößern, wurde eine automatisierte Eddy Current Prüfanlage im Rollgang des Walzwerks integriert, so dass ohne größeren zusätzlichen Aufwand die Bleche im Produktionsfluss geprüft werden können. Gegenüber dem manuellen System können die neuen Prüfköpfe der neuen Anlage theoretisch schon Anzeigen ab 10 mm Durchmesser finden. Diese Aufhärtungen werden dann durch leichtes Schleifen entfernt.

Grob gewalzt, fein getestet

Öl- und Gas-Gesellschaften, die weltweit Pipelines betreiben, waren schon früh involviert. Da Alternativen zu dem bisher für diese Art Pipelines verwandten thermomechanisch gewalzten und beschleunigt abgekühlten Kohlenstoffstahl mindestens zehnmal so teuer sind, ist es auch im Interesse dieser Gesellschaften, Lösungen zu finden, auch Pipelines aus Kohlenstoffstahl für den Transport von saurem Erdgas sicherer zu machen und ihre Projekte wieder damit zu bauen.

Zurzeit ist Dillinger in einem Prozess der Qualifikation von Kohlenstoffstahl für diese Anwendung unter den neuen Anforderungen und Spezifikationen der Kunden bzw. Pipeline-Betreiber. Nach bisherigen Erkenntnissen lässt sich der Prozess der Bildung dieser aufgehärteten Bereiche aus physikalischen Überlegungen heraus nicht vollständig verhindern, so dass davon auszugehen ist, dass die in Dillingen entwickelte Technik mit einer Eddy Current Prüfung den sinnvollsten Ansatz bietet, Bleche zu liefern, die zu 100 % auf das Nichtvorhandensein von Hard Spots getestet sind. Die Anlage ist voll in den Produktionsfluss integriert und bedeutet eine deutliche Verbesserung zur bisherigen arbeits- und zeitaufwändigen Methode der Untersuchung per Handwagen. Das Testergebnis ist durch die weiterentwickelten Prüfköpfe noch genauer geworden und eine exakte Dokumentation der Prüfung, die beide Oberflächen der Bleche gleichzeitig prüft, möglich.

Das ist es, was der Endkunde schlussendlich braucht: größtmögliche Sicherheit und umfassende Qualitätsprüfung! Um dieses am Markt weiter durchzusetzen, hat Dillinger einen Markennamen für diese Prüftechnik entwickelt: D-Tect. Der Markenname steht für Dillinger – Totally Eddy Current Tested oder auf Deutsch: Vollständig Wirbelstrom getestet. Mit der neuen Technik hat das Unternehmen schon exklusiv Linepipe-Aufträge fertigen können, und es sieht so aus, als ob diese Prüftechnik auch weitere Aufträge ins Haus bringt.

AG der Dillinger Hüttenwerke
Werkstraße 1
66748 Dillingen/Saar
Ansprechpartner ist Andreas Thieme
Tel.: +49 6831 47-0
andreas.thieme@dillinger.biz
www.dillinger.biz

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