200 MN Freiformschmiedepresse – PAHNKE übertrifft eigenen Weltrekord

Abb. 3 Digitales Modell der 200 MN TFP

Abb. 1: 185 MN PAHNKE Freiformpresse bei Citic HMC in China

22.01.2015

Nach langwieriger Angebotsphase konnte sich Wepuko PAHNKE erfolgreich gegen den weltweiten Wettbewerb durchsetzen und eine chinesische Ausschreibung für sich entscheiden. Der Auftrag umfasst eine komplette Pressenanlage, bestehend aus der zukünftig größten Oberflurfreiformschmiedepresse (TFP) der Welt mit einer Stauchkraft von 200 MN und dem ölhydraulischen Pressenantrieb mit einer installierten Leistung von 12.000 kW. In dem modernen, energiesparenden PAHNKE Modifizierten Sinus-Direktantrieb (PMSD) werden 20 weiterentwickelte, langlebige Radialkolbenpumpen des Typs RX500 zum Einsatz kommen. Mit diesem Projekt stößt Wepuko PAHNKE (WP) in neue Dimensionen hinsichtlich Druckstufe, Presskraft und Fenstergröße vor und übertrumpft sich dabei selbst. Bereits 2011 wurde eine strukturell ähnliche TFP mit einer Stauchkraft von 185 MN an Citic Heavy Machine Corp. übergeben. (Abb. 1)

Operieren wird die Anlage überwiegend in der Produktion von Ringsegmenten und Deckeln im Druckkesselbau für die chinesische Kernkraftindustrie. Dadurch erweitert der Auftraggeber sein Produktportfolio und erschließt sich eine stark expandierende Branche. In China wird bis 2020 die atomar erzeugte, elektrische Gesamtleistung um 18GW auf 40GW aufgestockt. Darüber hinaus sind dort weitere Kernkraftwerke in der Planung mit erheblich größeren Leistungen als heute realisiert. Die Sicherheitsansprüche der Kernindustrie sind sehr hoch. So steht auch die Pressenanlage vor besonderen Herausforderungen. Mit ihrer Hilfe sollen homogene Bauteile für Hochdruckbehälter in Kernkraftwerken mit Durchmessern bis zu 9500 mm in höchster Qualität und Präzision geschmiedet werden. Die Besonderheit der neuen Presse liegt vor allem in der Möglichkeit neben den Ringsegmenten für den Kessel auch die großen, gewölbten Behälterböden in einem Stück zu Schmieden. Dabei ist eine hohe exzentrische Belastbarkeit der Presse gefordert. Diese wird auch für einen weiteren speziellen Fertigungsschritt benötigt, das Durchdrücken von Flanschanschlüssen in Kesselwänden oder Behälterböden.

Bei der Entwicklung sowie der Konstruktion werden bei Wepuko PAHNKE Methoden angewendet, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen. So kann beispielsweise mittels Finite-Element-Methode (FEM) bereits in der Entwurfsphase eine Bewertung der Struktur hinsichtlich Nachgiebigkeit und Betriebsfestigkeit abgegeben werden. Gekoppelt mit herkömmlichen analytischen Verfahren lässt sich der Konstruktionsvorgang auf diese Weise sehr effizient vorantreiben. Dabei erleichtert vor allem der Einsatz digitaler Entwicklungswerkzeuge wie CAD/CAE die Anlage noch vor Produktionsbeginn virtuell aufzubauen (siehe Abb. 3) und in Abstimmung mit dem Kunden zur Produktionsreife zu bringen.

Charakteristisch bei dieser Anlage ist die für Wepuko PAHNKE Freiformpressen typische schrägstehende Zweisäulenbauweise. Diese ermöglicht einerseits den größtmöglichen Arbeitsraum für maximale Schmiedestückabmessungen bei gleichzeitig besten Führungseigenschaften sowie höchster Steifigkeit für hohe Präzision. Andererseits gewährleistet sie den besten Einblick in den Werkzeugraum und die schnellste Einbringbarkeit der Werkstücke.

Der energetisch auf niedrigsten Verbrauch hin optimierte ölhydraulische PMSD, welcher bis zu 30% weniger Energie verbraucht als herkömmliche Antriebe, garantiert einen gleichförmigen, feinfühligen Schmiedeprozess mit schnellen Arbeitshüben bei gleichzeitig hoher Maßgenauigkeit.

Das Be- und Entladen der großformatigen Schmiedestücke sowie der Werkzeugaufbauten wird durch den großen Hub des Schiebetischs erleichtert, der allerdings eine besondere konstruktive Lösung erfordert. Der Auftraggeber hat auf die Systemintegration eines Manipulators aufgrund der immensen Büchsen- und Ringdurchmesser verzichtet. Diese Schmiedestücke werden zusammen mit dem Schmiededorn mit einer Kettenaufhängung bewegt.

Laut Projektplanung soll die Anlage im vierten Quartal 2017 an den Kunden übergeben werden.