Wenn Aufwand spart

Titel / Schweißnahtvorberei

Im heutigen von Hochtechnologie dominierten Rohr- und Behälterbau gibt es noch immer Bereiche, in denen sich die Produktion beschleunigen und effizienter gestalten lässt. Dazu zählt die Nahtfrästechnik von Gräbener Maschinentechnik, mit der man die Kanten für UP-Schweißnähte exakt und kostengünstig vorbereiten kann.

27. August 2013
Qualität und Zuverlässigkeit sind die wichtigsten Erfolgsfaktoren für Kremsmüller. Optimal vorbereitete Schweißnähte tragen dazu bei.  Bildquelle: Kremsmüller
Bild 1: Wenn Aufwand spart (Qualität und Zuverlässigkeit sind die wichtigsten Erfolgsfaktoren für Kremsmüller. Optimal vorbereitete Schweißnähte tragen dazu bei. Bildquelle: Kremsmüller)

Früher war zwar nicht alles besser, aber vieles einfacher, auch in der Schweißnahtvorbereitung, soweit die betreffenden Vorgänge diese Bezeichnung überhaupt verdienten: Die Bleche wurden auf die Brennschneidanlage gelegt und brutalstmöglich schnell ›geschnitten‹. Resultat war eine im Millimeterbereich wellige, ›tränen‹-reiche Kante. Deshalb musste zunächst noch der Winkelschleifer in Aktion treten.

Einem erfahrenen Schweißer gelang es dann schon irgendwie, die stark schwankenden Spaltbreiten auszugleichen. Nur: Produktivität ist etwas anderes, und Qualität erst recht.

Aber: Mangelnde Schweißnahtqualität kann Menschen das Leben kosten, und mangelnde Produktivität Unternehmen. Also ist eine perfekte Schweißnahtvorbereitung nicht nur das A, sondern auch das O einer hochwertigen, sicheren Anlage, sei es Kraftwerk, Brücke oder Raffinerie. Entsprechend streng und detailliert sind die gesetzlichen Vorschriften und Normen – und oft noch anspruchsvoller die individuellen Anforderungen der Kunden, also der Anlagenbetreiber.

Vorschriften, die ein anspruchsvoller und traditionsreicher Komplettanbieter im Industrieanlagenbau, Rohrleitungsbau, Elektrotechnik und Industriemontagen wie Kremsmüller aus Steinhaus bei Wels in Oberösterreich, keine 90 km südöstlich von Passau, eigentlich gar nicht nötig hat, weil man dort selbst extrem hohe Anforderungen an die eigene Qualität stellt – gerade ans Schweißen.

Wie wichtig Kremsmüller perfekte Schweißresultate sind, beweist die Existenz der ›Karl Kremsmüller Schweißakademie‹, eine Ausbildungsstätte, die sicher nicht nur in Österreich ihresgleichen sucht. Karl Kremsmüller hat zusammen mit seiner Frau Monika das Anlagenbauunternehmen 1961 gegründet, und nicht zuletzt der Qualitätsanspruch an die eigene Arbeit hat es weltweit erfolgreich gemacht. Heute hat Kremsmüller 2500 Mitarbeiter weltweit, davon 1700 in Österreich.

Es dürfte kaum einen Menschen in Europa geben, der nicht schon, wenn auch indirekt, mit Kremsmüller-Produkten in Berührung gekommen ist: beim Tanken, beim Heizen, beim Essen und bei der Medikamenteneinnahme zum Beispiel. Denn Kremsmüller baut unter anderem Leitungen, Behälter und Tanks für die einschlägigen Branchen. Zu den Kunden gehören OMV, Voestalpine, ABB, Linde, GM Powertrain, Air Liquide, Voith, MAN und die ÖBB. Alles individuell und nach Maß.

»Zu einem Serienfertiger sind wir nie geworden«, erklärt Eigentümer und Mitgeschäftsführer Gregor Kremsmüller. »Im Anlagenbau gibt es keine Standardbehälter. Jedes Projekt ist einzigartig und hat seine Besonderheiten. Einmal ist der Werkstoff außerordentlich anspruchsvoll, ein andermal das Bauteil besonders schwer und beim nächsten Mal die Geometrie so kompliziert, dass die vorbereiteten Bleche mehr nach einem Schnittmuster für einen Anzug aussehen.« Solche Rahmenbedingungen lassen Automatisierung kaum zu.

Kremsmüller schafft es in seinem Segment trotzdem, sich regelmäßig gegen die Konkurrenz aus Billiglohnländern durchzusetzen. Ein Grund ist sicher die Qualität, ein weiterer aber die Zuverlässigkeit und Liefertreue. Das ›Geheimnis‹ liegt in der engen Kooperation mit den Maschinenherstellern. »In jeder unserer Maschinen steckt viel eigenes Know-how. Beim Kernstück unserer Fertigung – einer 440 t schweren Vierwalzen-Biegemaschine - entstanden durch die Zusammenarbeit mit der Gräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KG aus Netphen im Siegerland sogar 17 neue Patente«, erklärt Kremsmüller weiter. So schaffte man das Kunststück, für individuelle Produkte eine hochautomatisierte Fertigung aufzubauen.

Nicht nur steigende Anforderungen an Qualität und Produktivität sowie der Wunsch nach mehr Automation, die moderne Schweißanlagen ausmachen, führen zu höheren Ansprüchen an die Verfahren, sondern auch höherwertige und dadurch schwieriger zu verarbeitende Werkstoffe.

Normalerweise sieht die Abfolge nach dem Rohrformen so aus: Heften, Schweißen der Innenlage(n), eventuell Entfernen der Heftlage, Schweißen der Außenlage(n). Vor allem stetig steigende Streckgrenzen und höherwertige Materialien wie die Güte X80 und höher erfordern, dass die Heftlage des Schlitzrohres über die Wurzellage hinaus entfernt werden muss. Das ist beispielsweise in den Spezifikationen für die Fertigung bestimmter Anlagenteile klar festgelegt. Die optimale Nahtvorbereitung ist Voraussetzung für einen wirtschaftlichen und qualitativ hochwertigen Schweißprozess. Genauer: Herausarbeiten der CO2-Heftlage und Erstellen einer fehlerfreien Unterpulver-Außennaht sind entscheidend für die Qualität und die Wirtschaftlichkeit des Schweißens.

Aber auch der eigentliche Schweißprozess im UP-Verfahren ist in den vergangenen Jahrzehnten durch neue, elektronische Anlagen, Schweißköpfe oder auch Draht-Pulver-Kombinationen stark verbessert worden. Da Güte und Kosten der Schweißnaht entscheidend auch von Nahtform und Nahtvolumen abhängig sind, hat sich die Gräbener Maschinentechnik auf Verfahren zur optimalen Nahtgeometrie spezialisiert.

Es gibt unter den Behälter- und Apparatebauern nach wie vor Unternehmen, die die CO2-Heftlage bei bereits innen geschweißten Behältern oder Rohrschüssen durch Kohlestabfugen und anschließendes Schleifen herausnehmen und die Schweißnahtvorbereitung per Hand herstellen. Zwar galt das Kohlestabfugen in Kombination mit manuellem Schleifen und Schweißen in den vergangenen Jahrzehnten als das einzig mögliche Verfahren, um die Wurzellage aus den von innen geschweißten Nähten herauszuarbeiten.

Heute ist es aber nicht mehr zeitgemäß. Die Mitarbeiter sind einem viel zu hohen Lärmpegel, großer Hitze und Staub ausgesetzt. Zudem leidet die Exaktheit der Schweißnähte hinsichtlich der Tiefenführung und der Breiten aufgrund der großen Hitze, die in das Material eingeleitet wird.

Um den Prozess der Nahtvor- und -zwischenbearbeitung zu optimieren, hat Gräbener in der Zeit, als das Unternehmen noch ein eigenes Großrohrwerk betrieb, Rund- und Längsnahtfräsmaschinen entwickelt, die heute bei führenden Grobblechverarbeitern zum Standard geworden sind: Mittels eines Scheibenfräsers wird die Heftlage herausgefräst.

Im Vergleich zum Kohlestabfugen ergeben sich ausschließlich Vorteile: Das einzubringende Schweißvolumen wird reduziert, die Schweißzeit dadurch beschleunigt, die Oberflächengüte ist höher und die Geometrie des Nahtvolumens gleichmäßiger. Zugleich besteht die Möglichkeit, den nachfolgenden Schweißprozess zu automatisieren, von der Verbesserung der Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter sowie dem Recycling der beim Fräsen entstehenden Späne ganz zu schweigen.

Analog zur Rundnahtvorbereitung ist auch eine saubere und schnelle Vorbereitung der Außenlängsnaht an Rohren, Behältern und Apparaten wichtig. An den gebogenen und innen UP-geschweißten Rohren, Rohrschüssen, Behältern et cetera wird die Außenlängsnahtvorbereitung mit der Längsnahtfräsmaschine durchgeführt.

Um Abweichungen in der Geradheit und den Bananeneffekt auszugleichen, sind sowohl die Rund- als auch die Längsnahtfräsmaschinen von Gräbener Maschinentechnik mit einem Kopiersystem ausgestattet. Dadurch werden stets eine gleichmäßige Tiefe der Nahtvorbereitung und damit beste Voraussetzungen für eine optimale Schweißnaht erzieltt.

»An solchen Einrichtungen erkennt man, dass Gräbener eigene Erfahrungen im Großrohrbau hat – ein unschätzbarer Vorteil«, lobt Wolfgang Leitner, der seit kurzem nach einer Gräbener-Rundnahtfräsmaschine auch eine Gräbener-Längsnahtfräsmaschine im Werk betreibt. Damit verfügt Kremsmüller über eine komplette Systemlösung für das Fräsen und Biegen von Gräbener.

Vor allem aber werden dank des Einsatzes der Gräbener-Nahtfräsmaschinen die Kosten pro Meter Schweißnaht teilweise um mehr als 50 Prozent gesenkt. Laut Wolfgang Leitner, Fertigungsleiter der Kremsmüller Industrieanlagen KG, ein durchaus plausibler Wert: »Schon die Bearbeitungszeit der Nahtvorbereitung verkürzt sich deutlich. Und dann müssen wir wesentlich weniger Schweißgut einbringen, wodurch sich die Schweißzeit verkürzt und der Energieverbrauch sinkt. Dank der besser vorbereiteten Naht geht nun auch das Schweißen selbst viel schneller vonstatten.« Dass dadurch auch der Personaleinsatz verringert wird, erlaubt Kremsmüller, die Auftäge schneller durchzuschleusen, denn: Die Bücher sind bis 2015 voll.

Gräbener bietet fünf Typen von Rundnaht- und zwei Typen Längsnaht-Fräsmaschinen an. Die jeweils stärksten erreichen 120 mm Frästiefe, in Sonderausführungen auch mehr. Sie können Rohre bis 22 m Länge und 10 m Durchmesser fräsen. Die neueste Entwicklung ist eine Längsnahtfräsmaschine in Überflurausführung.

Gräbener Maschinentechnik gilt als Weltmarktführer in der Nahtfrästechnik und hat weltweit bereits rund 150 Nahtfräsmaschinen abgesetzt.

Wolfgang Leitner wundert das nicht, denn der Erfolg der Siegerländer passt zu den Erfahrungen, die er selbst mit Gräbener machte, und zwar nicht nur mit der Technik, sondern auch mit den Gräbener-Mitarbeitern: »Vom ersten Tag an haben alle Beteiligten bei Gräbener Maschinentechnik ehrlich gespielt«, bezeugt Wolfgang Leitner. »Jedes einzelne Detail wurde mit Fakten belegt.« Für ihn ein Kriterium, das mindestens so wichtig ist wie die Technik selbst, deren Funktionieren als selbstverständlich betrachtet wird. »Auf dieser Basis wurde der gesamte Auftrag vom ersten bis zum letzten Tag wunderbar abgewickelt«, freute sich Wolfgang Leitner. »Es gab immer Kontakt, nichts blieb im Unklaren. Und damit hat Gräbener zu Recht den Auftrag erhalten.« Zuverlässigkeit ist viel wert, sehr viel.

Dagegen kann Sparen am falschen Ort teuer werden, sehr teuer – das wissen die Österreicher nur allzu gut. Mit einem Schmunzeln erinnert sich Gregor Kremsmüller an ein Projekt der jüngeren Vergangenheit. »Für ein Wasserkraftwerk am Himalaya fertigten wir einen 45 t schweren Rohrleitungs-Abzweiger. Der Auftraggeber hat dieses technisch anspruchsvolle Bauteil von uns fertigen lassen, während die einfachen Rohrleitungssegmente aus Indien kamen. Unter enormem Zeitdruck stellten wir das Bauteil rechtzeitig fertig – nur, um es dann zwölf Monate bei uns zu lagern. Die indischen Bauteile waren nämlich nicht fertig. Ein schönes Beispiel, das die vermeintlichen Vorteile von Billiglohnländern durchaus relativiert.«

Hans-Georg Schätzl

Rückblick: Open House der Graebener Group

Als einen vollen Erfolg konnte man jetzt das Open House der Graebener Group bezeichnen. An den Standorten Quartier Landeskrone und Quartier Elkersberg in Wilnsdorf hatten die Unternehmen Gräbener Maschinentechnik, Reika sowie H. Kleinknecht (Prüf- und Steuerungstechnik) ihre Pforten geöffnet.

Reika stellte auch das neue Vorführ- und Anarbeitungszentrum vor.

In dieser hochmodernen Halle können sich Kunden von der Qualität der Reika-Maschinen im laufenden Betrieb überzeugen. Der gewinnt umso mehr an Bedeutung, als Reika gemeinsam mit den Kunden vor allem auf den Maschinen der Ringsaw-Serie hier auch Werkzeuge testet und weiterentwickelt. Geschäftsführer Hans-Jörg Braun ist »überzeugt, dass wir so am besten erfahren, mit welchem Werkzeug der Kunde für sein jeweiliges Material die besten Ergebnisse erzielt«.

Der Kunde liefere das Material und blockiere so für Testverfahren keine eigene Maschine. »Zum anderen können wir den Kunden so natürlich am besten von den herausragenden Qualitäten unserer Ringsaw-Technologie überzeugen – unter den verschiedensten Bedingungen mit den unterschiedlichsten Materialien.«

Obwohl sie die Ringsaw bereits kannten, staunten nicht wenige Kunden über die Qualitäten der Maschinenlinie zum Abstechen von Rohren, Profilen und Stangen: Der Schnitt ist nahezu frei von Grat, die Werkzeugkosten werden deutlich reduziert.

Die Gräbener Maschinentechnik im Quartier Landeskrone zeigte ihr Können in ganz anderen Dimensionen. Die beiden Vierwalzen-Biegemaschinen, die dort montiert wurden und kurz vor der Auslieferung an einen Hersteller von Offshore-Monopiles standen, biegen Bleche mit Wanddicken bis 150 mm zu Rohrschüssen mit einem Durchmesser bis 10 m. Diese beiden Maschinen mitsamt ihrem Blechhandlingsystem sind laut Hersteller »das Modernste, was man im Bereich der Walzen-Biegemaschinen bekommen kann, um sowohl Konen als auch zylindrische Schüsse in den geforderten Abmessungen weitgehend automatisiert biegen zu können«.

Erschienen in Ausgabe: 05/2013