DACH - Jahrestagung 2004 Salzburg

ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung

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ZfP in Anwendung im Zuge der Neuzustellung und Herdmantelvergrößerung des Hochofens "A" 2004, VOEST-ALPINE Werk Linz

Gerald Hengstschläger, voestalpine Stahl GmbH, VOEST-ALPINE-Straße 3, Postfach 3, 4031 Linz, Austria;
Robert Mandl, voestalpine Stahl GmbH, VOEST-ALPINE-Straße 3, Postfach 3, 4031 Linz, Austria;
Kontakt: Gerald Hengstschläger

Dieser Beitrag soll ihnen einen kleinen Einblick in unser Großprojekt, der Zustellung unseres Hochofens "A", dem Herzstück der Stahlproduktion in Linz, und den dazugehörigen ZfP Tätigkeiten bieten.
Das Produkt Roheisen: Die Analyse des Eisens können sie unten aus der Tabelle entnehmen.

Analyse HOA
[C] in % 4,64
[Si] in % 0,51
[Mn] in % 0,65
[P] in % 0,075
[S] in % 0,052
[Fe] in % 94,1

Die Gesamterzeugung im Jahre 2003 betrug ca. 2.164.815 Tonnen. Die Temperatur im Herdinneren beträgt im Prozess ca. 1470°C.

Wir möchten nun ein paar Zeilen zum Stoffumsatz pro Tag nicht unerwähnt lassen.
Der Ofen benötigt pro Tag ca. :

4000 to Sinter
2700 to Pellets
3000 to Stückerz
2300 to Koks
6.250.000 m2 Heißwind bei einer Temperatur von 1200°C
520.000 l Schweröl

Der Effekt davon sind:

9.030.000 m² Gichtgas
90 to Gichtstaub
1649 to Schlacke

Und natürlich
5931 to Roheisen in der Spitzenzeit

Es stellt sich nun grundsätzlich die Frage, warum eine Zustellung als solche überhaupt notwendig ist.
Es gibt zwei Hauptgründe dafür, zum einen steht das Ende einer Ofenreise an.
Eine solche Ofenreise dauerte bis jetzt ziemlich genau 10 Jahre. Nach diesem Zeitrahmen kann man sagen, dass das Herdinnere, sprich Ausmauerung usw., in einem derartigen Zustand ist, der eine hundertprozentige Auslastung nicht mehr zulässt. Der neue Herd sollte dann eine Ofenreise von bis zu 16 Jahren zulassen.

Der zweite Grund für die Neuzustellung ist eine wesentliche Verbreiterung des Herdmantels im Durchmesser. In Zahlen gesprochen wird der Mantel um 1,5m im Durchmesser vergrößert.
Dies bringt natürlich eine wesentliche Kapazitätserweiterung mit sich.
Die Tagesleistung wird mit diesem gravierenden Umbau von 5931to auf ca. 7800to Roheisen pro Tag gesteigert.

Die Bauweise und die Fertigung des Herdmantels ist ebenfalls eine komplett neue Vorgehensweise.
Bei dieser Zustellung wird der Herd in 5 Modulen gefertigt, wobei das schwerste bis zu 600to erreicht.
Diese Module werden in einer eigens gebauten Montagehalle gefertigt und danach an einem bestimmten Ablageplatz gelagert.

Es stellt natürlich eine sehr große logistische Herausforderung dar, die einzelnen Module so abzulegen, dass es dann in der heißen Phase kein Problem darstellt, sie in der richtigen Reihenfolge, am Herdplatz, aufeinander zu Stapeln und zu Verschweißen.

Jetzt ein paar Zeilen zu Gesamtarbeitszeit bzw. zum Personaleinsatz:

Die gesamte Projektarbeitszeit bewegt sich vom Sommer 2003 bis in den Herbst des Jahres 2004.
Daraus gliedert sich die Vormontagezeit, die von Anfang September 2003 bis Mitte Juli 2004 geplant ist.
Danach wird begonnen den alten Herd abzutragen. Dieses Vorhaben wird in etwa einen Monat an Zeit in Anspruch nehmen.
Nach Fertigstellung dieses Arbeitsschrittes beginnt die eigentliche heiße Phase des Projekts, der Aufbau des neuen Herdes.

Mit dem ersten hochersehnten Roheisenabstich könne wir dann mit Anfang November rechnen.

Zur Personalbereitstellung ist folgendes zu sagen:
Bis Zustellungsbeginn, das heißt bis hin zur heißen Phase werden 3 Prüfer in Tagschichtbetrieb bzw. in Bereitschaft arbeiten.
In der Zustellungsphase selbst werden dann bis ca.14 Prüfer in 4-Schichtbetrieb bzw. Tagschichtbetrieb ihre ZfP Tätigkeiten verrichten.

Fremdpersonal wird eigentlich nur in der heißen Phase benötigt, alle anderen ZfP Tätigkeiten werden von unserem voestalpine Prüfpersonal durchgeführt.

Welche Prüfverfahren bzw. welche Prüfumfänge werden im Zuge der Neuzustellung durchgeführt:

Beginnen möchten wir mit der Ultraschallprüfung:
Sämtliche Rund und Längsnähte sowie alle durchgeschweißten Stutzennähte werden zu 100% einer Ultraschallprüfung unterzogen.
Natürlich erfolgen auch UT- Prüfungen an Blechen, sprich Dopplungsprüfungen, und im Bereich von Hebebehelfsschweißungen.

Es folgt die Magnetpulverprüfung:
Alle Schweißnahtwurzeln sowie sämtliche Anschweißungen, Stutzen und Flanschnähte und selbstverständlich verschliffene und reparierte Oberflächenungänzen werden zu 100% MT geprüft.
Die Längs- und Rundnähte werden zu 25% an den Stoßstellen mit diesem Oberflächenprüfverfahren untersucht.

Die Farbeindringprüfung:
Sie erfolgt im Bereich von Mischnähten an denen keine MT- Prüfung durchgeführt werden kann. Zum Beispiel an Stutzen für Thermoelemente

Die visuelle Prüfung:
Die VT- Prüfung ist selbstverständlich der Vorreiter aller nachfolgenden ZfP Verfahren und wird bei sämtlichen Verschweißungen durchgeführt.

Der Lecktest und die Spektralanalyse
Der sogenannte Blasentest wurde an allen Bodennähten und teilweise an zugänglichen Stutzen durchgeführt.
Die Spektralanalyse verwenden wir für Kontrollen beim Materialeingang.

Alle oben genannte ZfP- Tätigkeiten, außer der Spektralanalyse erfolgen nach einem mehrfach bestätigten Prüfplan und sind natürlich TÜV- Abnahmepflichtig.

Das nächste große Kapitel ist die Ultraschallwanddickenmessung.
Die Ultraschallwanddickenmessung an Neuteilen und Bestandsaufnahmen
an älteren Bauteilen sind eine der größten Anwendungsgebiete vor, während und nach der Zustellung.Sie werden unter anderem durchgeführt an:

-Gebläsezentrale 2
- Winderhitzer 1-4
- Gasreinigung- Schräg- und Standrohre
- Sonstige Rohrleitungen
Alle diese oben genannten Aggregate sind Bestandteile des Hochofens "A" und sind mit diesem sehr eng verbunden.

Welche Normen und Prüfanweisungen werden im Zuge der Zustellung verwendet:

AD-Merkblatt HP 5/3 (Verschweißungen)
ÖNORM EN 1593 (Blasenprüfverfahren)
Interne Prüfanweisungen (z.B. Spektralanalyse, UT-Wanddickenmessung)

Die einzelnen Fertigungsstufen sind in der Tabelle unten kurz beschrieben: Fertigungsstufen:

1.: Vorgefertigte Teile werden zur Baustelle angeliefert. (inkl. geprüfter Werkstattnähte)
2.: Der Herdmantel wird in 5 Modulen in der Montagehalle gefertigt.
3.: Nach Fertigstellung wird das jeweilige Modul am zugewiesenen Montageplatz abgelegt.
4.: Zu Beginn der Zustellungsphase wird der alte Herd abgetragen und abtransportiert.
5.: Danach erfolgt der Zusammenbau der vorgefertigten Module 1-5 inkl. Heißwindringleitung.
6.: Die Umschlussphase ist der letzte große Schritt vor der Komplettierung.

Zum Abschluss noch ein paar Daten, Zahlen und Fakten:

Werkstoff,Schweißnahtlängen und Gewicht:

Werkstoff: P355 NH
Der Großteil der gewalzten Bleche wurde in der VA- Grobblech erzeugt

Schweißnahtlängen:

RN: 870m
LN: 330m
SN: 235m
FN: 111m
HW-RL: 62m
DMKN: 1700m
Sonstige: 38m

Wanddicken der zu prüfenden Schweißnähte: 15 - 90 mm

Gesamtlänge der zu prüfenden Schweißnähte: ~3340 m

Gesamtgewicht der Schweißzusatzwerkstoffe: ~19500 kg

Diese Daten beziehen sich nur auf den Herdmantel und nicht auf die umliegenden Aggregate die ebenfalls im Zuge der HO "A" Zustellung ZfP- geprüft und repariert werden.

Zum Abschluss möchten wir unserem Hochofen "A" eine pünktliche, problemlose aber vor allem unfallfreie Zustellung wünschen und hoffen ihnen einen kleinen Einblick in unser Großprojekt, der Zustellung 2004 unseres Roheisenproduzenten gegeben zu haben.

STARTHerausgeber: DGfZPProgrammierung: NDT.net