Bei den Herstellungsverfahren für schwarze Stahlrohre steht die Erzielung einer hohen Strukturfestigkeit und Kostenvorteile im Vordergrund. Sie umfassen hauptsächlich zwei Kategorien: nahtlose Warmwalzumformung und Schweißumformung. Diese beiden Prozesse haben jeweils ihre eigenen Merkmale in der Rohmaterialverarbeitung, den Umformprinzipien und den anschließenden Endbearbeitungsstufen und bilden zusammen das technische System der Herstellung von Schwarzstahlrohren.
Die Produktion von warmgewalzten nahtlosen schwarzen Stahlrohren beginnt typischerweise mit runden Stahlknüppeln als Rohmaterial. Nachdem sie in einem Ringheizofen gleichmäßig erhitzt wurden, werden die Knüppel einem Lochwalzwerk zugeführt, wo ein konischer Dorn in die Mitte eindringt und ein hohles Rohr bildet. Dieser Einstechvorgang bei hohen Temperaturen verleiht dem Metall eine gute Plastizität und verringert die Konzentration innerer Spannungen. Anschließend gelangt das Rohr in ein Elongationswalzwerk und ein Maßwalzwerk für mehrere Warmwalzdurchgänge, wobei die Wandstärke schrittweise verringert, die Länge verlängert und der Außendurchmesser präzise gesteuert wird. Die warmgewalzten Rohre müssen abgekühlt, gerichtet und geschnitten werden. Bei Bedarf wird eine Wärmebehandlung zum Abbau innerer Spannungen durchgeführt, um gleichmäßige mechanische Eigenschaften sicherzustellen und geometrische Genauigkeitsstandards zu erfüllen. Mit dieser Methode hergestellte Rohre sind nahtlos, weisen eine hohe Gesamtfestigkeit auf und eignen sich für Bedingungen mit hohem Druck oder hoher Belastung.
Geschweißte schwarze Stahlrohre verwenden Stahlband oder -platte als Grundmaterial. Zuerst wird das Band abgewickelt, geebnet, geschert und stumpf-zu einem durchgehenden Band verschweißt. Anschließend rollt eine Umformeinheit das Band in Abschnitte zu runden Rohren, und an den Verbindungsstellen wird mit Methoden wie Hochfrequenz-Widerstandsschweißen, Unterpulverschweißen oder Laserschweißen geschweißt. Das Hochfrequenzschweißen ist schnell und hat eine kleine Wärmeeinflusszone, was zur Aufrechterhaltung der Schweißnahtfestigkeit beiträgt. Das Unterpulverschweißen eignet sich für dickwandige Rohre und erzeugt tiefe Eindringungen und dichte Schweißnähte. Nach dem Schweißen werden die Rohre kalibriert, gekühlt, geschnitten und gerichtet. Einige Produktionslinien umfassen auch Online-Schweißnahtschleifen oder zerstörungsfreie Prüfungen, um sicherzustellen, dass die Schweißnahtqualität den Nutzungsanforderungen entspricht. Die Vorteile des Schweißens sind eine hohe Produktionseffizienz, ein breites Spektrum an Durchmessern und Wandstärken sowie eine einfache Massenproduktion, wodurch es häufig für den Flüssigkeitstransport bei niedrigem Druck und für strukturelle Anwendungen eingesetzt wird.
Unabhängig von der verwendeten Methode bilden sich beim Warmumformen oder Schweißen Eisenoxidablagerungen auf der Oberfläche schwarzer Stahlrohre, die ihnen ein dunkelgraues oder schwarzes Aussehen verleihen, daher der Name „schwarzes Stahlrohr“. Vor der Auslieferung werden einige Anwendungen zum Entfernen von Rost gebeizt, geölt oder mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen, um die Witterungsbeständigkeit und Lebensdauer zu verbessern.
Insgesamt basiert die Produktionsmethode für schwarze Stahlrohre auf ausgereiften Metallurgie- und Umformtechnologien, die Festigkeit und Verarbeitbarkeit bei gleichzeitiger Kostenkontrolle gewährleisten und wirtschaftliche und praktische Basisrohrlösungen für Bau-, Maschinen-, Kommunal- und andere Bereiche bieten.
