Woher die Umweltauswirkungen kommen
Hochfrequenzgeschweißte Rohre werden aus Band geformt und durch Widerstandserwärmung geschweißt, sodass der Umformschritt selbst sauber und materialeffizient ist. Die Umweltbelastung konzentriert sich auf die Endbearbeitung. Beim Entzundern und Beizen entstehen saure Abwässer, die gelöstes Eisen und freie Säure enthalten. Bei der Feuerverzinkung entstehen zinkhaltiger Rauch und Schlacken. Beim Formen, Sägen und Kugelstrahlen entstehen Lärm und Partikel, und die Oberflächenbehandlung erfordert eine Passivierungschemie, die kontrolliert werden muss.
Da das Material aus aufgerollten Bändern mit einer sehr hohen Ausbeute hergestellt wird, ist die vorgelagerte Belastung pro Meter fertigem Rohr geringer als bei vielen anderen Stahlprodukten, und der in der Linie erzeugte Schrott wird direkt in die Stahlherstellungsroute zurückgeführt.
Abwasser- und verbrauchte Säurebehandlung
Beizlinien und Spülstationen erzeugen den größten Flüssigkeitsaustrag. Der etablierte Behandlungsstrang besteht aus Neutralisation, Ausfällung von Eisen- und Zinkhydroxiden, Sedimentation und Aufbereitung durch Membranfiltration, bevor das Wasser abgeleitet oder in die Leitung zurückgeführt wird.
Durch Neutralisation wird der pH-Wert erhöht und gelöste Metalle werden als Hydroxidschlamm ausgefällt.
Durch Sedimentation und Filtration wird der Schlamm abgetrennt, entwässert und einer lizenzierten Route zugeführt.
Durch die Membranfiltration wird das geklärte Wasser so aufbereitet, dass es zum Spülen wiederverwendet werden kann.
Durch die Gegenstromspülung wird die aus dem Beizbecken auf die Rohroberfläche geschleppte Wassermenge reduziert.
Moderne Anlagen gewinnen auch freie Säure zurück, sofern die Chemie dies zulässt, was sowohl den Säureverbrauch als auch die zu verarbeitende Schlammmenge reduziert. Die Rückführung des Spülwassers ist normalerweise die wirksamste Maßnahme zur Wassereinsparung, die einer Schweißrohranlage zur Verfügung steht.
Luftemissionen: Zinkrauch, Staub und flüchtige Verbindungen
Die Feuerverzinkung ist die Hauptquelle der Luftemissionen, da das Zinkbad an der Eintrittsstelle Zinkoxiddämpfe freisetzt. Dunstabzugshauben über dem Topf in Verbindung mit einer Beutelfiltration fangen den Großteil der Partikel auf; Eine Sammeleffizienz von über 99 Prozent ist ein normales Ziel für ein gut gewartetes Beutelhaus. Staub, der bei Strahl-, Säge- und Flämmarbeiten anfällt, wird auf die gleiche Weise aufgefangen, und der zurückgewonnene zinkhaltige Staub kann der Zinkrückgewinnung statt einer Deponie zugeführt werden.
Auch Lösungsmittel- und Beschichtungsvorgänge müssen belüftet werden und, wo die Beschichtungschemie dies erfordert, die Abgase vor der Freisetzung behandelt werden, da die Emissionen organischer Dämpfe in den meisten Exportmärkten reguliert sind.
Lärmschutz
Kontinuierliche Umformanlagen, fliegende Scheren und Hochfrequenz-Schweißstationen erzeugen alle einen hohen Lärmpegel. Das Einschließen der lautesten Maschinen in Akustikkabinen, der Einbau von Schalldämpfern in die Druckluftauslässe und die Isolierung von Fundamenten reduzieren den Pegel erheblich. Moderne Leitungen sind in der Regel so ausgelegt, dass der Umgebungsgeräuschpegel unter dem in der örtlichen Genehmigung festgelegten Grenzwert bleibt.
Oberflächenbehandlung: Weg von der Chromatpassivierung
Durch die Passivierung wird die Zinkoberfläche bei Transport und Lagerung vor Weißrost geschützt. Die herkömmliche Chromatpassivierung sorgt für eine hervorragende Salznebelbeständigkeit, wirft jedoch aufgrund ihres sechswertigen Chromgehalts arbeits- und umweltbezogene Bedenken auf. Chromfreie Alternativen auf der Basis von Titan- und Zirkoniumchemikalien beseitigen diese Gefahr, werden jedoch zu höheren Chemikalienkosten angeboten und bieten derzeit eine kürzere Salznebelbeständigkeit als ein Chromatfilm gleicher Dicke.
Die Fahrtrichtung ist klar. Mit graphitischen oder keramischen Zusätzen modifizierte Beschichtungen und verbesserte Spül- und Versiegelungsschritte schließen zunehmend die Leistungslücke, und Käufer in Märkten mit strengen chemischen Beschränkungen geben eine chromfreie Passivierung zunehmend als Grundvoraussetzung und nicht als Option an.
Recycling im Schweißrohrprozess
Stahlschrott aus der Linie wird nach Sorten sortiert und zur Schmelzerei zurückgeführt. Verzinkter Schrott erfordert eine sorgfältigere Handhabung, da die Zinkschicht beim Umschmelzen behandelt werden muss; Das Zink verflüchtigt sich und wird als Rauchstaub aufgefangen, aus dem Zink zur Wiederverwendung gewonnen wird. Aus jeder Tonne verzinkter Rohre, die auf diese Weise verarbeitet werden, können etwa achtzehn Kilogramm Zink zurückgewonnen werden, und der zugrunde liegende Stahl wird dann als gewöhnlicher Kohlenstoffschrott recycelt.
| Strom | Kontroll- oder Wiederherstellungsroute | Ergebnis |
|---|---|---|
| Beizabwasser | Neutralisation, Fällung, Membranpolitur | Wiederverwendbares Spülwasser und entwässerter Schlamm |
| Verzinkungsrauch | Haubenextraktion mit Beutelfiltration | Zinkhaltiger Staub zur Rückgewinnung |
| Leitungsschrott | Getrennte Rückführung in die Stahlproduktion | Geschlossener Stahlrecyclingkreislauf |
| Lärmquellen | Akustische Einhausung und Isolierung | Einhaltung der Genehmigungsgrenzen |
Wasserstoffservice und schwefelarmer Stahl
Der Wasserstofftransport stellt neue Anforderungen an geschweißte Rohre. Wasserstoff versprödet hochfesten Stahl, insbesondere in der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone. Daher erfordern Spezifikationen für den Wasserstoffbetrieb normalerweise einen sehr niedrigen Schwefelgehalt im Bereich von einigen Tausendstel Prozent sowie eine kontrollierte Härtegrenze in der Schweißnaht. Bei einigen Projekten wird auch eine interne Polymerauskleidung verwendet, um das Eindringen von Wasserstoff durch die Rohrwand zu begrenzen.
Für den Hersteller bedeutet dies eine strengere Kontrolle der Bandchemie, der Schweißparameter und der Abkühlung nach dem Schweißen sowie eine umfassendere Prüfung der Schweißnaht, als dies bei herkömmlichen Leitungsrohren erforderlich ist.
FAQ
F: Was ist die Hauptverschmutzungsquelle bei der Herstellung hochfrequenzgeschweißter Rohre?
Beizabwasser ist der größte kontrollierte Strom, da es freie Säure und gelöstes Eisen enthält und vor der Ableitung Neutralisierung, Fällung und Filtration erfordert. Verzinkungsrauch ist die Hauptquelle in der Luft und wird durch Absaugung mit Beutelfiltration beseitigt.
F: Warum hat die chromfreie Passivierung Chromat nur langsam ersetzt?
Hauptsächlich wegen Kosten und Leistung. Passivierungschemikalien auf Titan- und Zirkoniumbasis kosten pro Quadratmeter mehr als Chromat, und ihre Beständigkeit gegenüber Salzsprühnebel ist immer noch kürzer, so dass es einige Zeit gedauert hat, bis die Beschichtung den anspruchsvolleren Transport- und Lageranforderungen gerecht wurde.
F: Wie wird Zink aus verzinktem Rohrschrott zurückgewonnen?
Verzinkter Schrott wird wieder eingeschmolzen, die Zinkbeschichtung verflüchtigt sich und wird im Rauchabsaugsystem aufgefangen, und der gesammelte zinkhaltige Staub wird zur Rückgewinnung von Zinkmetall verarbeitet. Pro Tonne verzinktem Rohr können auf diese Weise etwa achtzehn Kilogramm Zink zurückgewonnen werden.
F: Können biobasierte Beschichtungen auf geschweißten Rohren verwendet werden?
Auf Pflanzenöl basierende Epoxidharzbeschichtungen verringern die Lösungsmittelemissionen und wurden auf Bewässerungsrohren in der Landwirtschaft angewendet. Ihre Filmhärte ist jedoch im Allgemeinen geringer als die herkömmlicher Beschichtungen, weshalb sie derzeit dort eingesetzt werden, wo die mechanische Beanspruchung der Beschichtung mäßig ist.
F: Welche Anforderungen stellt der Wasserstoffbetrieb an geschweißte Rohre?
Sehr niedriger Schwefelgehalt, um Wasserstoffversprödung zu widerstehen, eine kontrollierte Schweißnahthärte und in vielen Projekten eine Innenauskleidung, um die Wasserstoffpermeation zu reduzieren. Entsprechend anspruchsvoller sind die Schweißverfahrensprüfung und die Schweißnahtprüfung.
F: Ist die Produktion geschweißter Rohre grundsätzlich nachhaltiger als die nahtlose Produktion?
Dies hat einen Vorteil bei der Materialausbeute, da das Band mit sehr wenig Abfall verwendet wird und der Leitungsabfall direkt in die Stahlproduktion zurückfließt. Die Endbearbeitungsschritte, insbesondere das Beizen und Verzinken, bestimmen das endgültige Umweltprofil.
