Kremsmüller nutzt ESW (Electroslag Welding, dt. Elektroschlacke-Bandplattieren), um Edelstahlschichten kosteneffizient aufzutragen. Dieses Verfahren ermöglicht einen präzisen Korrosionsschutz und wurde erstmals bei einem großen Auftrag für einen Kunden aus der petrochemischen Industrie erfolgreich eingesetzt.
Eine zentrale Anforderung war, zum Korrosionsschutz eine Edelstahlschicht auf den Flanschen und Mantelinnenseiten der Bauteile aufzutragen. „In der Planungsphase stellte sich heraus, dass ESW aufgrund seiner Kosteneffizienz die beste Lösung ist, da damit etwa dreimal weniger Kosten anfallen“, so Projektleiter Alois W. Dieses Verfahren befindet sich bei Kremsmüller seit etwa 10 Jahren im Leistungsportfolio und kam nun erstmals bei einem großen Auftrag erfolgreich zur Anwendung.
Elektroschlacke-Bandplattieren (ESW): Was ist das und wie funktioniert es?
ESW ist ein spezielles Unterpulverschweißverfahren. „Das Verfahren wird eingesetzt, um die Beständigkeit bzw. Lebensdauer eines Bauteils zu erhöhen“, erklärt Daniel I., Leiter der Schweiß- und Prüftechnikabteilung. ESW ermöglicht eine schnelle und effiziente Auftragung einer Schutzschicht auf einen Trägerwerkstoff. Der Trägerwerkstoff ist in der Regel günstiger als die hochlegierte Schutzschicht. Die Alternative wäre, das Bauteil komplett aus dem hochlegierten Werkstoff herzustellen. „Diese Variante würde jedoch um ein Vielfaches mehr kosten“, so der Schweißexperte.
Beim Elektroschlacke-Bandplattieren wird ein Bandmaterial, meist aus rostfreiem Stahl oder Nickellegierung, und spezielle Pulvermischung mittels Lichtbogen geschmolzen und auf das Werkstück aufgebracht. Die Schlacke fungiert dabei als Wärmequelle und Schutzgas.
Vorgehensweise bei den Apparaten
Die große Herausforderung, neben der passenden Auswahl der Band/Pulver-Kombination, war es, die richtigen Schweißparameter und die Bauteilschrumpfung aufgrund des hohen Wärmeeintrages zu eruieren. Für die drei Apparate wurden zudem unterschiedliche Schweißproben erstellt, um die optimalen Parameter zu bestimmen. Flansche wurden zum Beispiel bewusst größer gefertigt, um die Schrumpfung durch das Schweißen auszugleichen.
Von den Tests bis zur Qualifizierung
„Der Weg zur Qualifizierung des ESW-Verfahrens umfasste mehrere Schritte, um eine sichere und korrekte Anwendung zu gewährleisten“, erklärt der Schweißexperte. Die Schweißer durchliefen eine spezielle Ausbildung, die sowohl theoretische als auch praktische Inhalte umfasste. Nach der Schulung mussten sie eine Zertifizierungsprüfung im Beisein des TÜVs ablegen, um ihre Kenntnisse und Fähigkeiten zu bestätigen.
Für die Qualifizierung des Schweißverfahrens wurden Prüfstücke geschweißt, die anschließend einer umfassenden zerstörenden Prüfung unterzogen wurde. Die Erfüllung der mechanisch/technologischen Werte und Korrosionsbeständigkeit wurden vom TÜV bestätigt.
Nach dem Schweißen ist die Durchführung verschiedener zerstörungsfreier Prüfverfahren wie z.B. die visuelle Inspektion, Oberflächenrissprüfung, Ultraschallprüfung und PMI-Test (Positive Material Identification) gefordert. „Diese Prüfungen gewährleisten, dass die Schweißnähte die erforderlichen Qualitätsstandards erfüllen“, erklärt Daniel I.
Vorteile und Anwendungsbeispiele von ESW
ESW bietet Kostenvorteile, eine hohe Abschmelzleistung und eine geringe Aufmischung mit dem Grundwerkstoff, was es für zahlreiche industrielle Anwendungen attraktiv macht. Mit dem Bandplattieren können Schichten von 3 bis 5 mm aufgetragen werden, wobei die Aufmischung nur 15 bis 20 % beträgt. Dadurch kann die gewünschte chemische Zusammensetzung der Oberfläche oft schon nach ein bis zwei Lagen erreicht werden.
Ein Beispiel für den Einsatz von ESW ist, wie bei unseren Apparaten, die Petrochemie, wo es den Korrosionsschutz von Druckbehältern verbessert wird. Auch in der Öl- und Gasindustrie findet ESW Anwendung, beispielsweise zum Schutz von Ventilen und Pumpen vor Verschleiß.
Einschränkungen von ESW
Trotz seiner vielen Vorteile hat ESW auch einige Einschränkungen, wie etwa die Materialkompatibilität, die Dicke der Plattierung und geometrische Grenzen. Diese Faktoren sollten bei der Planung und Durchführung von ESW-Projekten berücksichtigt werden, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.