Längsgeschweißte Stahlrohre können je nach Herstellungsverfahren in hochfrequenzlängsgeschweißte Stahlrohre und unterpulvergeschweißte längsgeschweißte Stahlrohre eingeteilt werden. Nachfolgend sind die Formgebungsverfahren der gängigsten Typen aufgeführt: hochfrequenz- und unterpulvergeschweißte längsgeschweißte Stahlrohre.
Unterpulverschweißen (UP)
Nach dem Eintritt in die Produktionslinie werden Stahlplatten, die für großkalibrige, unterpulvergeschweißte, längsgeschweißte Stahlrohre bestimmt sind, einer Ultraschallprüfung der gesamten Platte unterzogen. Beide Kanten der Stahlplatte werden dann von einer Kantenfräsmaschine doppelseitig gefräst, um die erforderliche Plattenbreite, Parallelität der Plattenkanten und Nutform zu erreichen. Das Vorbiegen wird mithilfe einer Vorbiegemaschine durchgeführt, um den Plattenkanten die erforderliche Krümmung zu verleihen. Auf einer JCO-Formmaschine wird die Hälfte der vorgebogenen Stahlplatte durch mehrstufige Stanzvorgänge in eine „J“-Form gepresst, während die andere Hälfte auf ähnliche Weise in eine „C“-Form gebogen wird, wodurch letztendlich eine offene „O“-Form entsteht.
Das geformte Rohr wird geschlossen und mittels Metallschutzgasschweißen (MAG) durchgehend verschweißt. Anschließend wird im Inneren des Rohres mittels Unterpulverschweißen mit mehreren Drähten (bis zu vier Drähte) geschweißt, gefolgt vom gleichen Verfahren an der Außenseite des längsnahtgeschweißten Unterpulverschweißstahlrohres. Nach dem Schweißen wird das Rohr einer Reihe von Prüfungen unterzogen: der ersten Ultraschallprüfung (hauptsächlich zur Prüfung der Schweißnaht und des Grundmaterials auf beiden Seiten), der ersten Röntgenprüfung (zur Gewährleistung der Fehlererkennungsempfindlichkeit), der Ausdehnung und einem hydrostatischen Test (mit automatischer Aufzeichnung).
Qualifizierte Rohre werden dann bearbeitet, um die erforderlichen Abmessungen zu erreichen, und einer zweiten Ultraschallprüfung, einer zweiten Röntgenprüfung, einer Magnetpulverprüfung der Rohrenden, einem Korrosionsschutz und einer Beschichtung unterzogen, womit der gesamte Herstellungsprozess abgeschlossen wird.
Hochfrequenzschweißen (HFW)
Beim Hochfrequenzschweißen wird der Stahl an der Schweißnaht bis zum Schmelzen erhitzt. Dabei kommen elektromagnetische Induktion, Skin-Effekt, Proximity-Effekt und Wirbelstrom-Heizeffekt von Wechselstrom in Leitern zum Einsatz. Die geschmolzenen Kanten werden dann durch Walzen zusammengepresst, wodurch eine interkristalline Bindung der Stumpfschweißung erreicht wird. Als Induktionsschweißverfahren (oder Druckkontaktschweißverfahren) erfordert HFW kein Füllmaterial, erzeugt keine Schweißspritzer und führt zu einer schmalen Wärmeeinflusszone, ästhetisch ansprechenden Schweißnähten und hervorragenden mechanischen Eigenschaften, weshalb es in der Stahlrohrproduktion weit verbreitet ist.
Beim Hochfrequenzschweißen von Stahlrohren werden der Skin-Effekt und der Proximity-Effekt von Wechselstrom ausgenutzt. Nach dem Walzformen bildet der Stahl (Bandstahl) einen runden Rohrblock mit unterbrochenem Querschnitt. Im Inneren des Rohrblocks rotieren nahe der Mitte der Induktionsspule ein oder mehrere Impedanzen (Magnetstäbe) und bilden mit der Öffnung des Rohrblocks eine elektromagnetische Induktionsschleife. Durch den Skin-Effekt und den Proximity-Effekt wird am Rand der Öffnung des Rohrblocks eine starke und konzentrierte Wärmewirkung erzeugt, die die Schweißkante schnell auf die erforderliche Temperatur erhitzt. Durch die Kompression durch Walzen erreicht das geschmolzene Metall eine interkristalline Bindung und kühlt ab, um eine starke Stumpfschweißnaht zu bilden.
