Rohrbiegungen nach Maß Custom made bends

Induktiv- und Kaltbiegen
Inductive and cold bending
Rohrbiegungen nach Maß
Custom made bends
BHR – Qualität verbindet
BHR – Excellence based on Quality
Inhaltsverzeichnis
Contents
Seite
Page
3 - 5 Anwendungsbereiche
3 - 5 Application areas
6 Werkstoffe
6 Materials
7 Fertigungskompetenzen
7 Manufacturing know-how
8 - 9 P
roduktionsprogramm
• Technische Daten
• Biegeprogramm
8 - 9 P
roduction program
• Technical data
• Bending program
10 Vorteil: weniger Schweißnähte
12 - 13 Bogengeometrie
12 - 13 Bend geometry
14 W
eiterverarbeitung
• Wärmebehandlung
• Endenbearbeitung
• Verspoolung
• Oberflächenbehandlung
• Verpackung
14 A
ctivities after bending
• Heat treatment
• End preparation
• Spool fabrication
• Surface preparation
• Packing
15 Prüfungen und Zertifikate
15 Tests and certificates
16 Kaltbiegung
16 Cold bending
18 - 19 Standorte, Kontakt
2
10 Benefit: less buttwelds
18 - 19 Locations, contacts
Anwendungsbereiche
Application areas
• Konventioneller und kerntechnischer Kraftwerksbau
• Conventional and
nuclear power stations
• Chemische und petrochemische Industrieanlagen
• Chemical and petrochemical industry
• Kompressorstationen
• Compressor stations
• Offshore und Onshore Anlagen
• Offshore and onshore plants
• Hydraulikanlagen
• Hydraulic plants
• Industrieanlagen
• Industrial plants
• Stahl- und Hüttenwerke
• Steel producing industry
• Versorgungsanlagen
• Public utilities
3
Anwendungsbereiche
Application areas
Die Rohrkonstruktion des Schlangensteg-Ost ist eine Meisterleistung der
Ingenieurbaukunst. Die 112 m lange Fußgängerbrücke wird von einer
„Rohrschlange“ getragen, die aus 59
unterschiedlichen nahtlosen Rohrbögen
besteht.
The pipe structure “Snake Pier” is a
masterwork of engineering. The 112
meters long pedestrian bridge is supported by a “pipe snake” consisting of
59 various seamless pipe bends.
Induktivbiegungen aus
Schleudergussrohren
Induction-bends
made from centrifugally casted pipes
Kraftwerkneubau Neurath BoA 2&3
KZÜ, Ø 762 x 31 Wd
Werkstoff: OD 762 x 31 WT, 16 Mo3
New building of the power station
Neurath BoA 2&3 – Cold reheat line
Material: OD 762 x 31 WT, 16 Mo3
4
Kraftwerkneubau Niederaußem
HZÜ, Li Ø 720 x 48 Mdwd
Werkstoff: X11CrMoWVNb9-1-1
New building of the power station Niederaussem
Hot Reheat Line, ID 720 x 48 MWT
Material: X11CrMoWVNb9-1-1
Induktivbiegungen für den
Kraftwerkneubau Neurath BoA 2&3
Frischdampf, Li Ø 355 x 96 Mdwd
Werkstoff: X10CrWMoVNb9-2
Induction-bends for the new building of
the power station Neurath BoA 2&3
Main Steam, ID 355 x 96 MWT
Material: X10CrWMoVNb9-2
Maschinenhaus des Kernkraftwerkneubaus Olkiluoto 3 (Finnland)
Turbine hall of the new nuclear power
station Olkiluoto 3 (Finland)
5
Ferritfreie Fertigung von
austenitischen Rohrleitungen
Fabrication of austenitic piping
in white environment
Werkstoffe
Materials
6
• Allgemeine Baustähle
• Normal carbon steels
• Feinkorn-Baustähle
• Fine grain steels
• Kaltzähe Stähle
• Low temperature steels
• Stähle für Fernleitungen, einschließlich TM-Stähle
• Steels for pipelines, including
thermo mechanically treaten steel
• Druckwasserstoffbeständige Stähle
• Steels for hydrogen service
• Hitzebeständige Stähle
• Heat resistant steels
• Nichtrostende und säurebeständige Stähle
• Stainless and acid resistant steels
• Schleudergussrohre aus Nickelbasislegierung
• Centrifugally casted pipes, Ni-alloy basis
• Cu und Cu-Legierungen
• Cu and Cu-alloy pipes
• Warmfeste und hochwarmfeste Stähle
• High temperature steels
• Einsatz- und Vergütungsstähle
• Case hardening and quenched and tempered steels
Fertigungskompetenzen
Manufacturing know-how
Die Piktogramme symbolisieren wesentliche
Fertigungsschritte und Qualitätsprüfungen für
maßgebogene Stahlrohre vom BHR. Je nach Verwendungszweck, Werkstoff und Liefervorschrift
werden Fertigungswege und Prüfumfänge modifiziert und den Kundenwünschen angepasst.
E
;
Y
Q
E
The schematics give a visual impression of the
major activities of the manufacturing process
and quality control of custom made steel bends
fabricated by BHR. Our manufacturing and test procedures will be customised to suit the specific
application, materials and client’s specification.
9
X
Eingangsprüfung der Rohre
Incoming inspection of base pipe
Vermessen und Anzeichnen
Measuring and marking
Induktivbiegen
Induction bending
Prüfen der Baumaße
Dimensional check
Wärmebehandlung
Heat treatment
Prüfen der Baumaße
Dimensional check
Härteprüfung
Hardness test
Abtrennen der
Materialproben
Cutting off ring specimens
Zerstörende Prüfung
Destructive testing
Reinigen
Cleaning
Zerstörungsfreie Prüfung
(Längsnaht)
Non-destructive testing
(weld seam)
Zerstörungsfreie Prüfung
(Biegung)
Non-destructive testing
(bend)
Schweißkantenbearbeitung
Machining of weld bevel
Zerstörungsfreie Prüfung der Enden
Non-destructive testing (pipe ends)
N;×dd
9?I()
*+,-.
K\dg%Bfiifj`fejjZ_lkq
K\dg%:fiifj`feGifk\Zk`fe
LddXek\cle^
:fXk`e^
DXk\i`Xc
:\ik`]`ZXk\
8ejki`Z_
GX`ek`e^
Kennzeichnung
Labeling
Endabnahme
Final inspection
Korrosionsschutz
Corrosion protection
Dokumentation
Documentation
Versandbereite Rohrbogen
Pipe bends, ready for shipment
7
Produktionsprogramm Induktivbiegen
Production program – Induction bends
Technische Daten
Technical Data
Min. Rohr-Außendurchmesser Da
Max. Rohr-Außendurchmesser Da
Min. Wanddicke der Rohre smin. Max. Wanddicke der Rohre smax. 48,3 mm
870,0 mm
4,0 mm
120,0 mm
Minimum pipe OD
Maximum pipe OD
Minimum pipe wall thickness tmin
Maximum pipe wall thickness tmax
48.3 mm
870.0 mm
4.0 mm
120.0 mm
(nach Rücksprache auch größere Wanddicken möglich)
(larger wall thicknesses upon agreement)
Min. Biegeradius Rmin 100,0 mm
Max. Biegeradius Rmax 4600,0 mm
Max. Biegewinkel bei
Biegeradien ab 300 mm 180°
Ungebogene Anfangslänge und Zwischenlänge
bei Mehrfachbiegungen 460/600/1050 mm*
Erforderliche gerade Verschieblänge 1150/2350 mm*
Minimum bending radius Rmin
100.0 mm
Maximum bending radius Rmax
4600.0 mm
Maximum bending angle at bending radius > 300 mm
180°
Straight inlet and intermediate pipe length at
complex (multiple) bends 460/600/1050 mm*
Required straight pushing length
1150/2350mm*
*nach Rücksprache kürzer möglich
*shorter lengths upon agreement
Biegeprogramm basierend auf Rmin
Bending program based on Rmin
Die beim Induktivbiegen herstellbaren
kleinsten Biegeradien gehen, in Abhängigkeit
von der Rohrwanddicke und dem Durchmesser
für ferritische und austenitische Werkstoffe,
aus nachfolgender Grafik hervor.
The following chart indicates the minimum
possible bending radii over the pipe wall thickness and diameter, for ferritic and austenitic
materials.
Biegemöglichkeiten Bending options
`eZ_
dd
9`\^\iX[`\e(#)o;Æ('o;9\e[`e^iX[``(%)o;Æ('o;
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''
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+
- / (' (( () (+ (- (/ )' )+ *' +' ,' -' .' /' ('' ()'
D`e[\jknXe[[`Zb\edd d`e`dldnXcck_`Zbe\jjdd
!E\een\`k\;E !Efd`eXcYfi\;E =•iXljk\e`k`jZ_\N\ibjkf]]\^`ck[Xjbc\`ejk\Y`\^YXi\;liZ_d\jj\im\i_€cke`jo(#*
=fiXljk\e`k`ZdXk\i`Xcjk_\d`e`dldgfjj`Yc\iX[`lj`j(%*o;
8
Disi
sa
Rm
b
B
A
s
α
Da
si Di
si
Systemmaß
Systemmaß
a
Außendurchmesser
Innendurchmesser
Wanddicke des Rohrs
Wanddicke an der
Bogenaußenseite
si = Wanddicke
der
= Systemmaß
center to endan
dimension
= Systemmaß
center to end dimension
Bogeninnenseite
= Außendurchmesser outside diameter
R
=
Mittlerer
Biegeradius
m
= Innendurchmesser
inside diameter
= Wanddicke
pipe wallthickness
α des=Rohrs
Biegewinkel
= Wanddicke an der
wallthickness extrados
a
=
Gerader
Schenkel
Bogenaußenseite
b an=der Gerader
Schenkel
= Wanddicke
wallthickness
intrados
Rm
α
a
b
=
=
=
=
Rm
α
α
sa
a
si
Rm
A
a
A
B
Da
Di
s
sa
A
B
Da
Di
s
sa
=
=
=
=
=
=
Bogeninnenseite
Mittlerer Biegeradius
Biegewinkel
Gerader Schenkel
Gerader Schenkel
center to end dimension
center to end dimension
outside diameter
inside diameter
pipe wallthickness
wallthickness extrados
A
B
Da
Di
s
sa
=
=
=
=
=
=
si
=
Rm
α
a
b
=
=
=
=
Systemmaß
Systemmaß
Außendurchmesser
Innendurchmesser
Wanddicke des Rohrs
Wanddicke an der
Bogenaußenseite
Wanddicke an der
Bogeninnenseite
Mittlerer Biegeradius
Biegewinkel
Gerader Schenkel
Gerader Schenkel
center to end dimension
center to end dimension
outside diameter
inside diameter
pipe wallthickness
wallthickness extrados
wallthickness intrados
mean bending radius
bending angle
tangent length
tangent length
wallthickness intrados
mean bending radius
bending angle
tangent length
tangent length
mean bending radius
bending angle
tangent length
tangent length
R/D-Verhältnis
R/D ratio
Die in der Grafik „Biegemöglichkeiten“ angegebenen Biegeradien sind die fertigungstechnisch möglichen Mindest-Biegeradien, jedoch
nicht die optimalen Biegeradien.
The bending radii shown in the chart “Bending
options” are the minimum possible ones limited by the manufacturing process. However,
those are not the optimum bending radii.
In der folgenden tabellarischen Übersicht ist
erkennbar, dass sich bei höheren R/D-Verhältnissen die gestreckte Bogenlänge bei vorgegeben konstanten Systemmaßen reduziert.
In the following table one can see that at larger R/D ratios and at fixed center-to-end dimen­sions the stretched straight length of
the bend decreases.
Also: ein größeres R/D-Verhältnis bedeutet:
• weniger Rohrbedarf
• geringere Wanddicken-Reduzierung in der Zugzone und geringere Verdickung in der Druckzone
• geringere Materialkosten
• weniger Druckverlust
• günstigere Strömungsverhältnisse
Consequently, if the R/D ratio is increased then:
• less pipe is required
• The wall thinning in the extrados zone and
the wall thickening in the intrados zone will
decrease
• material costs will decrease
• pressure loss will be less
• flow conditions improve
Ermittlung des Rohrbedarfs beim Induktivbiegen Calculating of neccessary pipelength for induction bends
Beispiele zur Berechnung der gestreckten Länge
Beispiel Nr.:
Examples for calculating the total straight length
1.0
2.0
3.0
Außendurchmesser
mm
323,9
323,9
323,9
Wanddicke
mm
20,0
20,0
20,0
Biegewinkel
Grad
90
90
90
90 bending angle
Biegeradius
mm
490
970
1460
1945 bending radius
1,5
3,0
4,5
R/D
4.0 example N°
323,9 outside diameter
20,0 wall thickness
6,0 radius/OD-ratio
Systemmaß A
mm
2000
2000
2000
2000 center to end dimension A
Systemmaß B
mm
2000
2000
2000
2000 center to end dimension B
gerade Schenkellänge a
mm
1510
1030
540
gerade Schenkellänge b
mm
1510
1030
540
Bogenlänge inkl. Zuschlag durch Stauchung
mm
885
1646
2385
3147 total straight length incl. squashing
Gesamtlänge
mm
3905
3706
3465
3257 total straight length
15
8
4
Stauchung in %
55 tangent length a
55 tangent length b
3 squashing in %
9
Vorteil: weniger Schweißnähte
Benefit: less buttwelds
Beispiel 1
Konventionelle Bauweise
mit 9 Schweißnähten (links)
Mit Raumbogen nur noch
3 Schweißnähte (rechts)
Example 1
Conventional design:
9 buttwelds (left)
Using complex (multiple) bends:
3 buttwelds (right)
Beispiel 2
Konventionelle Bauweise
mit 6 Schweißnähten (links)
Mehrfachbogen mit
Flanschende und Reduzierung,
ohne Schweißnaht (rechts)
Example 2
Conventional design:
6 buttwelds (left)
Using flange ends and
integral reducer:
no buttweld required (right)
• Hohe Formgenauigkeit
• Individuelle Biegungen
• Weniger Schweißnähte durch Mehrfachbiegungen
• Werkstoffe für alle Anwendungsbereiche
• High accuracy of shape
• Custom made individual bends
• Less buttwelds by using complex bends
• Materials for all applications
10
11
Bogengeometrie
Bend geometry
Maßgebogene Stahlrohre weisen eine hohe
Formgenauigkeit auf. Das Biegen mit induktiver Erwärmung ist ein fortschrittliches
Verfahren mit einem weitgehend automatisierten, kontinuierlich fortschreitenden
Verformungsprozess, bei dem ein Rohr in der
von einem ringförmigen Induktor erwärmten
schmalen Zone gebogen wird. Die Biegekraft
wirkt axial auf das an seinem vorderen Ende
in einem Schwenkarm eingespannte Rohr.
Dabei beschreibt der Biegearm um seinen
Drehzapfen einen Kreisbogen mit dem eingestellten Biegeradius. Durch die aufgebrachte
Vorschubkraft folgt das Rohr der vorgegebenen
Kreisbahn.
Custom made bends from steel pipes have a
high accuracy of shape. Bending with induction heat input is an advanced procedure using
a highly automated and continuous forming
process. During the process the pipe will be
pushed into a narrow zone which is heated by
a ring shaped inductor. The bending force will
be applied axially to the pipe, the front end
of which is fixed in a swivel-arm. During the
bending process the bending arm will move
around its axis on a circular arc with the specified radius. Through the applied axial force the
pipe follows the set circular path.
Wanddicke
Wall thickness
Beim Biegen von Rohren tritt eine Wanddicken­
abnahme an der Außenseite des Bogens auf,
während es gleichzeitig zu einer Wanddickenzunahme an der Bogeninnenseite kommt.
Die Abweichung in Prozent gegenüber der
Ist-Wanddicke des Ausgangsrohres ist in erster
Linie vom Verhältnis Biegeradius zu Rohraußen-
durchmesser abhängig. Die nachfolgende
Grafik enthält Richtwerte für die Wanddickenveränderungen bei Biegungen auf unseren
Biegemaschinen.
During the bending process the pipe wall thickness at the bend extrados will decrease,
the same at the bend intrados will increase.
The percentage amount of difference between
the wall thickness of the finished bend and
that of the actual wall thickness of the prepipe
depends mainly on the ratio of bending radius
to pipe outside diameter (R/D). The following
chart gives guidelines of the changes in the
wall thickness when using our bending machines.
8YeX_d\
i\[lZk`fe
Wanddickenveränderung bei Biegungen Change of wall thickness at bending
)'
dXo%8YeX_d\dXo%i\[lZk`fe
('
'
QleX_d\
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+'
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-'
'
12
(
)
*
+
,
.
I&;$M\i_€cke`jI&;iXk`f
/
0
('
((
Unsere Biegetechnologie gewährleistet geringe
Wanddickenabnahmen. Die Berechnungsbedingungen nach international anerkannten
Normen und Standards ohne Wanddicken­
zuschlag am geraden nahtlosen Rohr werden
eingehalten. Bei der Festlegung der erforderlichen Mindestwanddicke am Rohr muss die
Wanddickenabnahme ggf. neben anderen
Zuschlägen (z. B. Verzunderung und Reinigung)
berücksichtigt werden.
Our bending technology guarantees mode­
rate wall thickness reductions. The calculation
conditions of accepted international norms
and standards applicable for straight seamless
pipes without wall thickness allowance will be
complied with. When specifying the required
minimum wall of the pipe one has to consider the wall thinning in addition to other allow­
ances (e.g. scaling and blastcleaning).
Ovalität
Ovality
Die möglichen Ovalitäten sind aus folgender
Grafik zu ersehen. Die erreichbaren Werte sind
u. a. vom Durchmesser/Wanddicken-Verhältnis
abhängig.
The following chart shows the expected ovalities. The achievable values depend – among
other factors – on the ratio of diameter to
wallthickness.
Erreichbare Ovalitäten in Abhängigkeit von R/D- und D/S-Verhältnissen
Achievable ovality in connection with R/D and D/WT ratio
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('
0
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¨+
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/
0
('
((
Wir können selbst bei kleinen R/D-Verhältnissen die nach VGB zulässigen Ovalitäten merklich unterschreiten.
We are in the position to achieve considerably
better ovality values than the limit figures in
the VGB rules.
Toleranzen
Tolerances
Unsere Baumaßtoleranzen richten sich nach:
• EN 13480-4 und
• PFI-Standard ES-3 (PFI = Pipe Fabrication Institute Springdale, PA 15144)
Our dimensional tolerances are in accordance
with:
• EN 13480-4 und
• PFI Standard ES-3 (PFI = Pipe Fabrication Institute, Springdale, PA15144)
13
Weiterverarbeitung
Shop fabrication after bending
14
Wärmebehandlung
Heat treatment
Abhängig vom Werkstoff und Verwendungszweck können induktiv gebogene Rohre einer
Wärmebehandlung unterzogen werden. Hierfür stehen genau regelbare Herdwagen-Glüh­
öfen bis 1200 °C mit hoher Temperaturkonstanz und der Möglichkeit der anschließenden
Luftabkühlung bzw. Wasserabschreckung zur
Verfügung.
Induction bends may be heat treated after
bending, as per requirements of material and
application. We have furnaces with accurate
temperature control up to 1200 °C. After the
heat treatment the options of cooling with air
or quenching with water are available.
Endenbearbeitung
End preparation
Je nach Vereinbarung liefern wir die gebogenen
Rohre mit glatten Enden oder mit Schweißkanten.
The finished bends will be delivered as per
client’s specification either with plain ends or
with welding bevels.
Verspoolung
Spool fabrication
Darüber hinaus besteht sowohl die Möglichkeit der Verspoolung als auch des Anschweißens von Stutzen, Nocken, Flanschen u. a.
We also offer assembly of multiple bends to
spools with welded stubs, stop blocks, flanges,
etc.
Oberflächenbehandlung
Surface preparation
Die gebogenen Rohre können auf Wunsch gestrahlt, gebeizt, mit einem temporären Korrosionsschutz oder mit Beschichtungssubstanzen
versehen werden.
The finished bends upon client’s request can be
blastcleaned, acid-cleaned, coated with temporary corrosion protection or painted.
Verpackung
Packing
Als Entscheidungshilfe können wir Ihnen die
BHR-Verpackungsrichtlinien zur Verfügung
stellen. Selbstverständlich können wir in
unseren Werken verpacken, auf Wunsch auch
seemäßig.
Our BHR Packing Guidelines can be made
available to the client to help in their decision
of packing. Packing can of course take place in
our works, if required we also offer seaworthy
packing.
Prüfungen und Zertifikate
Tests and certificates
Alle zerstörenden und zerstörungsfreien
Prüfungen können in eigenen Laboratorien
am Standort durchgeführt werden. Bei besonderen Untersuchungen arbeiten wir mit
akkreditierten Laboratorien eng zusammen.
Die wichtigsten Abnahmegesellschaften sind
täglich bei uns im Werk.
All destructive and non-destructive tests can
be performed in our own laboratory in the factory. In the case of special tests we co-operate
closely with approved testing institutes. Representatives of the most important Third Party
institutes are present every day at our works.
Zulassungen
Approvals
Für die Herstellung aller Hochdruck-Rohrleitungskomponenten haben wir die wichtigsten
nationalen und internationalen Zulassungen:
Technischer Überwachungsverein TÜV
AD-2000
DGRL
TRD
DIN 18 800
DVGW
ASME
We are in possession of all national and international approvals for the manufacturing of all types of high pressure piping components:
TÜV Technical Inspection Authority
AD-2000
PED
TRD
DIN 18 800
DVGW
ASME
Das BHR-Qualitätssicherungssystem ist
zertifiziert nach:
DIN ISO 9001 / EN 29 001 / SCC
KTA 1401
AVS D100 / 50
IAEA50-C-Q
The BHR Quality System is
certified by:
DIN/ISO 9001 / EN 29 001 / SCC
KTA 1401
AVS D100 / 50
IAEA50-C-Q
Zurzeit halten wir für Sie folgende ASME-Symbol-Stamps vor:
ASME S / PP / U / U2
Currently we are holding the following ASME Symbol Stamps:
ASME S / PP / U / U2
15
Kaltbiegung
Cold bending
Ergänzt werden die BHR-Fertigungsmöglichkeiten durch CNC-Kaltbiegemaschinen, die für Rohraußendurchmesser von 10 mm bis
168,3 mm und einen max. Biegeradius von 820 mm ausgelegt sind. Wir gewährleisten bei
unseren Kaltbiegungen mit einem R/D-Verhältnis größer = 3,0 Wanddickenabnahmen von
kleiner = 20 % sowie Ovalitäten, die besser sind
als die Werte der internationalen Normen.
Die folgende Tabelle zeigt die Standard-Kaltbiegemöglichkeiten.
The BHR manufacturing portfolio is supplemented with a CNC cold bending machine
which is suitable for bends between 10 and
168.3 mm pipe outside diameter and a maximum bending radius of 820 mm. We guarantee our cold bends with R/D ratios larger than
3.0 wall thickness reduction smaller than 20 %
and ovalities better than the VGB guidelines.
The next table indicates the options of standard cold bending.
Standardbiegeprogramm für Kaltbiegung Standard bending program of cold bends
Rohr-Ø Da mm
Pipe OD mm
10,0
12,0
13,5
14,0
16,0
17,2
20,0
21,3
22,0
25,0
26,9
30,0
31,8
33,7
35,0
38,0
42,4
44,5
48,3
51,0
57,0
60,3
63,5
70,0
73,0
76,1
88,9
101,6
108,0
114,3
126,0
139,7
168,3
16
Vorhandene Werkzeuge – mittlere Biegeradien
Available tools – average bending radii
20
25
500
30
30
40
40
40
45
45
40
30
100
70
70
50
85
120
90
60
110
100
190
100
250
95
270
330
310
295
350
420
600
50
55
60
60
65
50
60
60
110
90
150
80
120
150
100
150
150
150
200
140
465
160
320
400
150
80
350
400
500
675
80
90
135
70
80
90
130
100
90
100
140
110
100
150
150
120
170
150
110
160
240
125
200
175
180
120
180
140
230
150
250
170
210
250
145
230
240
200
160
170
190
200
280
240
250
400
200
560
190
360
280
650
230
450
320
740
260
305
400
560
760
820
220
17
42
13 Essen-Nord
42
EssenAltenessen
224
EssenVogelheim
Ihr Weg zu uns nach Essen
Our location in Essen
42
224
Gewerbegebiet
Teilungsweg
ng
Teilu
traße
EssenAltenessen
224
ße
ecks
13 Essen-Nord
42
ann
stra
Wo l b
Joh
ch
iskir
swe
g
EssenVogelheim
Wo l b
BHR Hochdruck-Rohrleitungsbau GmbH
Werk Essen
Wolbeckstr. 25
45329 Essen · Germany
aße
Tel.: +49 201 3645-0 · Fax: -232
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