Pipelines – stählernes Netzwerk der Industrie

Was haben Wasser, Erdöl und Erdgas gemeinsam? Diese drei Stoffe müssen über sehr große Entfernungen kostengünstig transportiert werden. In der Regel erfolgt der Überlandtransport dieser Medien in Pipelines – stählerne Röhren, mitunter tausende Kilometer lang. Diese Großrohre stellen je nach Anwendungsfall sehr komplexe Anforderungen an den Werkstoff Stahl. Die Salzgitter Flachstahl entwickelt und produziert seit mehreren Jahrzehnten moderne Rohrstähle für die Industrie.

Unterpulverschweißen der Aussen-Schweißnaht

Rohre für Fernleitungen müssen höchsten Anforderungen genügen. Extreme äußere Einflüsse wie die widrigen klimatischen Bedingungen in der Arktis oder in der Wüste sind nur ein Teil. Hohe Betriebsdrücke von bis zu 200 bar bei Erdgas, oft über mehrere Jahrzehnte Dauer, ergeben sich zwangsläufig aus der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für ein Pipelineprojekt. Die Resultierende: eine hohe Betriebsfestigkeit für den Werkstoff und dessen Verbindungsstellen – die Schweißnähte. Eine sehr gute Schweißbarkeit in der Rohrherstellung wie beim Verlegen im Feld ist dabei eine Mindestvoraussetzung – Null Fehler in der Schweißnaht die geforderte Realität.
Eine exzellente Verschleißfestigkeit gegen Abrasion ist ein weiteres, wichtiges Anforderungsmerkmal an den Werkstoff Stahl. Abrasion entsteht z. B. durch eine Vielzahl kleiner Sandkörner, welche bei der Förderung von Öl oder Erdgas aus dem Gestein mitgenommen werden und im Medium verbleiben.

Zunehmend wichtiger wird die Sauergasbeständigkeit – der Hintergrund: es werden immer häufiger Öl- und Gasquellen mit hohem Schwefelwasserstoffgehalt angeschlossen und ausgebeutet. Diese Medien sind ebenfalls hoch korrosiv, wenngleich auf der atomaren Ebene und mit bloßem Auge nicht zu erkennen.

Die HIC Beständigkeit (HIC – hydrogen induced cracking übersetzt Wasserstoff induzierte Rissbildung) wird chargenweise mit speziellen Untersuchungen nachgewiesen. Über einen Zeitraum von mehreren Tagen liegen dazu Probestücke in einem sauren Medium und werden nach diesem Korrosionsangriff auf Rissfreiheit untersucht. Ist das Material einwandfrei erfolgt der nächste Fertigungsschritt – die Auslieferung zur Rohrherstellung.

Nach dem Einformen und Schweißen wird die Außenseite gestrahlt und korrosionsgeschützt

Die Eigenschaften und die chemische Zusammensetzung von Stählen für Großrohre sind in mehreren Normen wie der EN 10028, EN 10208 oder API 5L beschrieben. Feinkornbaustähle nach EN 10028 werden unter anderem für einfache Druckleitungen oder im konstruktiven Stahlbau genutzt. Sie besitzen eine gute Schweißbarkeit und Sprödbruchsicherheit bei Mindeststreckgrenzen von 275 – 460 MPa. Für weitergehende Anforderungen an niedrige Anwendungstemperaturen bis -20°C oder erhöhte Betriebstemperaturen bis 400°C werden Sondersorten geliefert.

Die Salzgitter Flachstahl liefert nur das Warmbreitband für die Herstellung von Großrohren. Die Normen EN 10208-2 und API 5L geben aber die zu erreichenden Werte am Rohr an. Daher müssen die mechanischen Kennwerte bei der Bestellung mit Hilfe von Rohrdurchmesser, Schweißverfahren und weiterer Parameter abgestimmt werden. Die Großrohrgüte (nach API 5L bis X70 beziehungsweise EN 10208 bis L485MB) von Salzgitter Flachstahl ist für den Einsatz in Fernleitungen durch den Technischen Überwachungsverein (TÜV) geprüft und zugelassen (einschl. DIN 2470, Teil 2). In Absprache können Warmbanddicken bis 24 mm und Breiten bis 2.000 mm geliefert werden. Einen Überblick über das Lieferportfolio für diesen Bereich gibt die folgende Tabelle. Einsatzgebiete sind meistens Fernleitungen für den Transport von Erdöl und Erdgas.