أنابيب الصلب طويلة ، أنابيب مجوفة تستخدم لمجموعة متنوعة من الأغراض. يتم إنتاجها بواسطة طريقتين متميزتين تؤدي إلى أنبوب ملحوم أو سلس. في كلتا الطريقتين ، يتم تصوير الفولاذ الخام لأول مرة في نموذج بداية أكثر عمليًا. ثم يتم تحويله إلى أنبوب عن طريق تمديد الفولاذ إلى أنبوب سلس أو إجبار الحواف معًا وختمها بلحام. تم تقديم الطرق الأولى لإنتاج الأنابيب الفولاذية في أوائل القرن التاسع عشر ، وقد تطورت بشكل مطرد إلى العمليات الحديثة التي نستخدمها اليوم. كل عام ، يتم إنتاج ملايين الأطنان من أنابيب الصلب. إن براعة الأمر يجعلها المنتج الأكثر استخدامًا التي تنتجها صناعة الصلب.
تاريخ
استخدم الناس الأنابيب لآلاف السنين. ربما كان الاستخدام الأول من قبل الزراعيين القدامى الذين قاموا بتحويل المياه من الجداول والأنهار إلى حقولهم. تشير الدلائل الأثرية إلى أن الصينيين استخدموا أنبوب القصب لنقل المياه إلى المواقع المطلوبة في وقت مبكر من عام 2000 قبل الميلاد ، وقد تم اكتشاف أنابيب الطين التي استخدمتها الحضارات القديمة الأخرى. خلال القرن الأول الميلادي ، تم بناء أول أنابيب الرصاص في أوروبا. في البلدان الاستوائية ، تم استخدام أنابيب الخيزران لنقل المياه. استخدم الأمريكيون الاستعماريون الخشب لغرض مماثل. في عام 1652 ، تم صنع أول أعمال مائية في بوسطن باستخدام سجلات جوفاء.
يتم تشكيل الأنابيب الملحومة عن طريق شرائح الصلب المتداول من خلال سلسلة من بكرات الأخدود التي تشكل المادة في شكل دائري. بعد ذلك ، يمر الأنبوب غير الرحيف بواسطة أقطاب اللحام. هذه الأجهزة ختم طرفي الأنبوب معًا.
في وقت مبكر من عام 1840 ، يمكن أن ينتج عمال الحديد بالفعل أنابيب سلسة. في إحدى الطرق ، تم حفر ثقب من خلال معدن صلب مستدير. ثم تم تسخين البليت ورسمه من خلال سلسلة من الوفاة التي طُطبتها لتشكيل أنبوب. كانت هذه الطريقة غير فعالة لأنه كان من الصعب حفر الفتحة في الوسط. أدى ذلك إلى أنبوب غير متساوٍ مع جانب واحد أكثر سمكا من الآخر. في عام 1888 ، مُنحت طريقة محسّنة براءة اختراع. في هذه العملية ، تم تصوير الفواتير الصلبة حول قلب الطوب المقاوم للحريق. عندما تم تبريده ، تمت إزالة الطوب ترك ثقبًا في الوسط. منذ ذلك الحين ، استبدلت تقنيات الأسطوانة الجديدة هذه الطرق.
تصميم
هناك نوعان من الأنابيب الفولاذية ، أحدهما سلس والآخر لديه تماس لحام واحد على طوله. كلاهما له استخدامات مختلفة. عادة ما تكون الأنابيب غير الملحومة أكثر وزنًا خفيفة ، ولها جدران أرق. يتم استخدامها للدراجات ونقل السوائل. الأنابيب المقطوعة أثقل وأكثر صلابة. لديهم تناسق أفضل وعادة ما يكون أكثر إحكاما. يتم استخدامها لأشياء مثل نقل الغاز ، والقناة الكهربائية والسباكة. عادة ، يتم استخدامها في الحالات التي لا يتم فيها وضع الأنبوب تحت درجة عالية من التوتر.
مواد خام
المواد الخام الأولية في إنتاج الأنابيب هي الصلب. يتكون الصلب من الحديد بشكل أساسي. تشمل المعادن الأخرى التي قد تكون موجودة في السبائك الألومنيوم والمنغنيز والتيتانيوم والتونغستن والفاناديوم والزركونيوم. وتستخدم بعض مواد التشطيب في بعض الأحيان أثناء الإنتاج. على سبيل المثال ، قد يكون الطلاء.
يتم تصنيع الأنابيب غير الملحومة باستخدام عملية تسخن وتخزين البليت الصلب في شكل أسطواني ثم يلفها حتى يتم تمديدها وتجويفها. نظرًا لأن المركز المجوف على شكل غير منتظم ، يتم دفع نقطة ثقيلة على شكل رصاصة عبر منتصف البليت أثناء تدحرجها. حتى يتم تمديدها وجووف. نظرًا لأن المركز المجوف على شكل غير منتظم ، يتم دفع نقطة ثقيلة على شكل رصاصة عبر منتصف البليت أثناء تدحرجها. عادة ، يتم تطبيق كمية الضوء من الزيت على أنابيب الصلب في نهاية خط الإنتاج. هذا يساعد على حماية الأنبوب. على الرغم من أنه ليس في الواقع جزءًا من المنتج النهائي ، إلا أن حمض الكبريتيك يستخدم في خطوة تصنيع واحدة لتنظيف الأنبوب.
عملية التصنيع
تصنع أنابيب الصلب من خلال عمليتين مختلفتين. تتضمن طريقة الإنتاج الكلية لكلا العمليتين ثلاث خطوات. أولاً ، يتم تحويل الصلب الخام إلى شكل أكثر عمليًا. بعد ذلك ، يتم تشكيل الأنبوب على خط إنتاج مستمر أو شبه مستمر. أخيرًا ، يتم قطع الأنبوب وتعديله لتلبية احتياجات العميل. سوف تستخدم بعض تصنيع أنابيب الصلبآلة قطع ليزر الأنبوبإلى قطع أو تجويف الأنبوب لزيادة تنافسية الأنابيب
يتم تصنيع الأنابيب غير الملحومة باستخدام عملية تسخن وتخزين البليت الصلب في شكل أسطواني ثم يلفها حتى يتم تمديدها وتجويفها. نظرًا لأن المركز المجوف على شكل غير منتظم ، يتم دفع نقطة ثقيلة على شكل رصاصة عبر منتصف البليت أثناء تدحرجها.
إنتاج السندات
1. يتم تصنيع الصلب المنصهر عن طريق ذوبان خام الحديد وفحم الكوك (مادة غنية بالكربون تنتج عند تسخين الفحم في غياب الهواء) في الفرن ، ثم إزالة معظم الكربون عن طريق تفجير الأكسجين في السائل. ثم يتم سكب الفولاذ المنصهر في قوالب حديدية كبيرة ذات جدران سميكة ، حيث يبرد في سبائك.
2. من أجل تكوين منتجات مسطحة مثل اللوحات والألواح ، أو المنتجات الطويلة مثل القضبان والقضبان ، يتم تشكيل سبائك بين بكرات كبيرة تحت ضغط هائل.
3. لإنتاج ازدهار ، يتم تمرير السبل من خلال زوج من بكرات الصلب الملموسة المكدسة. وتسمى هذه الأنواع من البكرات "طواحين عالية". في بعض الحالات ، يتم استخدام ثلاث بكرات. يتم تركيب البكرات بحيث تتزامن أخاديدها ، وتتحرك في اتجاهين متعاكسين. يؤدي هذا الإجراء إلى ضغط الصلب وتمديده إلى قطع أرق وأطول. عندما يتم عكس البكرات من قبل المشغل البشري ، يتم سحب الصلب مرة أخرى من خلال مما يجعله أرق وأطول. تتكرر هذه العملية حتى يحقق الصلب الشكل المطلوب. خلال هذه العملية ، تقلب الآلات التي تسمى المتلاعبون الصلب بحيث تتم معالجة كل جانب بالتساوي.
4. يمكن أيضًا لف جلواسك في ألواح في عملية تشبه عملية صنع الإزهار. يتم تمرير الصلب من خلال زوج من بكرات مكدسة التي تمتد. ومع ذلك ، هناك أيضًا بكرات مثبتة على الجانب للتحكم في عرض الألواح. عندما يكتسب الصلب الشكل المطلوب ، يتم قطع النهايات غير المتكافئة وتقطيع الألواح أو الإزهار إلى قطع أقصر.
5. تتم معالجة الإزهار عادة قبل تحويلها إلى الأنابيب. يتم تحويل الإزهار إلى مملوءات من خلال وضعها من خلال المزيد من الأجهزة المتداول التي تجعلها أطول وأكثر ضيقًا. يتم قطع الملاذات بواسطة الأجهزة المعروفة باسم القصاصات الطيران. هذه هي زوج من المقصات المتزامنة التي تتسابق مع البليت المتحرك وقطعها. هذا يسمح بتخفيضات فعالة دون إيقاف عملية التصنيع. هذه المليارات مكدسة وستصبح في النهاية أنبوبًا سلسًا.
6. يتم إعادة صياغة الألواح. لجعلها مرنة ، يتم تسخينها أولاً إلى 2200 درجة فهرنهايت (1،204 درجة مئوية). هذا يتسبب في تشكيل طلاء أكسيد على سطح البلاطة. يتم كسر هذا الطلاء مع قاطع المقياس ورذاذ الماء عالي الضغط. ثم يتم إرسال الألواح من خلال سلسلة من البكرات على مطحنة ساخنة ومصنوعة في شرائح ضيقة رقيقة من الصلب تسمى Skelp. يمكن أن يكون هذا المطحنة طالما نصف ميل. عندما تمر الألواح عبر البكرات ، تصبح أرق وأطول. خلال حوالي ثلاث دقائق ، يمكن تحويل لوح واحد من قطعة سميكة من 6 في (15.2 سم) إلى شريط من الصلب الرفيع الذي يمكن أن يبلغ طوله ربع ميل.
7. بعد التمدد ، يتم التخلي عن الصلب. تتضمن هذه العملية تشغيلها عبر سلسلة من الخزانات التي تحتوي على حمض الكبريتيك لتنظيف المعدن. للانتهاء ، يتم شطفه بالماء البارد والساخن ، وتجفيفه ثم يتم لفه على كبات كبيرة ومعبأة للنقل إلى منشأة لصنع الأنابيب.
8. يتم استخدام كل من Skelp و Billets لصنع الأنابيب. يتم تحويل Skelp إلى أنابيب ملحومة. يتم وضعه لأول مرة على آلة الاسترخاء. كما التخزين المؤقت من الصلب غير ملتزم ، يتم تسخينه. ثم يتم تمرير الفولاذ من خلال سلسلة من بكرات مخادع. أثناء مرورها ، تسبب البكرات حواف Skelp في تجميعها معًا. هذا يشكل أنبوبًا غير مرغوب فيه.
9. الصلب التالي يمر بواسطة أقطاب اللحام. هذه الأجهزة ختم طرفي الأنبوب معًا. ثم يتم تمرير التماس الملحوم عبر أسطوانة الضغط العالي مما يساعد على إنشاء لحام ضيق. ثم يتم قطع الأنبوب إلى الطول المطلوب ومكدس لمزيد من المعالجة. أنابيب الصلب الملحومة هي عملية مستمرة واعتمادًا على حجم الأنبوب ، يمكن تصنيعها بسرعة تصل إلى 1100 قدم (335.3 م) في الدقيقة.
10. عندما تكون هناك حاجة إلى أنبوب سلس ، يتم استخدام المربعات المربعة للإنتاج. يتم تسخينها وملفقة لتشكيل شكل اسطوانة ، وتسمى أيضا جولة. ثم يتم وضع الجولة في فرن حيث يتم تسخينه بيضاء. ثم يتم تدحرج الجولة الساخنة بضغط كبير. يؤدي هذا المتداول ذي الضغط العالي إلى امتداد البليت وتشكل ثقب في الوسط. نظرًا لأن هذا الثقب غير منتظم ، يتم دفع نقطة ثقيلة على شكل رصاصة عبر منتصف البليت أثناء تدحرجها. بعد مرحلة الثقب ، قد لا يزال الأنبوب ذو سمك وشكل غير منتظم. لتصحيح هذا ، يتم تمريره من خلال سلسلة أخرى من المطاحن
11. بعد صنع أي نوع من الأنابيب ، يمكن وضعها من خلال آلة الاستقامة. قد يتم تزويدها أيضًا بمفاصل بحيث يمكن توصيل قطعتين أو أكثر من الأنابيب. النوع الأكثر شيوعًا للمفصل للأنابيب ذات الأقطار الأصغر هو الترابط - الأخاديد الخفيفة التي يتم قطعها في نهاية الأنبوب. يتم إرسال الأنابيب أيضًا من خلال آلة قياس. هذه المعلومات جنبا إلى جنب مع بيانات مراقبة الجودة الأخرى تلقائيا على الأنبوب. ثم يتم رش الأنبوب باستخدام طلاء خفيف من الزيت الواقي. عادة ما يتم علاج معظم الأنابيب لمنعها من الصدأ. يتم ذلك عن طريق جلفنه أو إعطائه طلاء من الزنك. اعتمادًا على استخدام الأنبوب ، يمكن استخدام الدهانات أو الطلاء الأخرى.
ضبط الجودة
يتم اتخاذ مجموعة متنوعة من التدابير للتأكد من أن أنبوب الفولاذ النهائي يفي بمواصفات. على سبيل المثال ، يتم استخدام مقاييس الأشعة السينية لتنظيم سمك الفولاذ. تعمل المقاييس من خلال استخدام أشعة X. يتم توجيه شعاع واحد إلى فولاذ من سمك معروف. والآخر موجه إلى الصلب الممر على خط الإنتاج. إذا كان هناك أي تباين بين الأشعة ، فإن المقياس سيؤدي تلقائيًا إلى تغيير حجم البكرات للتعويض.
يتم فحص الأنابيب أيضًا للعيوب في نهاية العملية. طريقة واحدة لاختبار الأنبوب هي باستخدام آلة خاصة. يملأ هذا الماكينة الأنبوب بالماء ثم يزيد من الضغط لمعرفة ما إذا كان محتجزًا. يتم إرجاع الأنابيب المعيبة للخردة.