Сталёвыя трубыдоўгія полыя трубкі, якія выкарыстоўваюцца для розных мэтаў. Яны вырабляюцца двума рознымі метадамі, у выніку якіх атрымліваюцца зварныя або бясшвовыя трубы. У абодвух метадах неапрацаваная сталь спачатку адліваецца ў больш прыдатную для працы зыходную форму. Затым з яго робяць трубу, расцягваючы сталь у бясшвоўную трубу або змацоўваючы краю разам і змацоўваючы іх зварным швом. Першыя метады вытворчасці сталёвых труб былі прадстаўлены ў пачатку 1800-х гадоў, і яны няўхільна ператварыліся ў сучасныя працэсы, якія мы выкарыстоўваем сёння. Штогод вырабляюцца мільёны тон сталёвых труб. Яго ўніверсальнасць робіць яго найбольш часта выкарыстоўваным прадуктам у металургічнай прамысловасці.
Гісторыя
Людзі выкарыстоўвалі трубы тысячы гадоў. Магчыма, упершыню яе выкарыстоўвалі старажытныя земляробы, якія адводзілі ваду з ручаёў і рэк на свае палі. Археалагічныя дадзеныя сведчаць аб тым, што кітайцы выкарыстоўвалі трысняговую трубу для транспарціроўкі вады ў патрэбныя месцы яшчэ ў 2000 г. да н.э. Былі знойдзены гліняныя трубкі, якія выкарыстоўваліся іншымі старажытнымі цывілізацыямі. У першым стагоддзі нашай эры ў Еўропе былі пабудаваны першыя свінцовыя трубы. У трапічных краінах для транспарціроўкі вады выкарыстоўваліся бамбукавыя трубкі. Каланіяльныя амерыканцы выкарыстоўвалі дрэва для аналагічных мэтаў. У 1652 годзе ў Бостане была зроблена першая вадаправодная збудаванне з полых бярвенняў.
Зварная труба фарміруецца шляхам пракаткі сталёвых палос праз шэраг рыфленых ролікаў, якія фармуюць матэрыял у круглую форму. Далей несваренная труба праходзіць зварачнымі электродамі. Гэтыя прылады герметызуюць два канцы трубы разам.
Ужо ў 1840 годзе металургі ўжо маглі вырабляць бясшвовыя трубы. У адным спосабе адтуліну прасвідроўвалі ў суцэльнай металічнай круглай нарыхтоўцы. Затым нарыхтоўку награвалі і працягвалі праз шэраг плашчакоў, якія падаўжалі яе, утвараючы трубу. Гэты спосаб апынуўся неэфектыўным, таму што прасвідраваць адтуліну ў цэнтры было складана. Гэта прывяло да няроўнай трубы, у якой адзін бок быў тоўшчы, чым другі. У 1888 годзе ўдасканалены метад быў запатэнтаваны. У гэтым працэсе цвёрды рахунак быў адліты вакол ядра вогнетрывалай цэглы. Калі ён астыў, цэглу вынялі, пакінуўшы ў сярэдзіне адтуліну. З тых часоў на змену гэтым метадам прыйшлі новыя ролікавыя метады.
Дызайн
Ёсць два тыпу сталёвых труб: адзін бясшвоўны, а другі мае адзіны зварной шво па даўжыні. Абодва маюць рознае прымяненне. Бясшвовыя трубы звычайна больш лёгкія і маюць больш тонкія сценкі. Яны выкарыстоўваюцца для ровараў і перавозкі вадкасцяў. Фальцевыя трубы больш цяжкія і жорсткія. Яны маюць лепшую кансістэнцыю і звычайна больш прамыя. Яны выкарыстоўваюцца для такіх рэчаў, як транспарціроўка газу, электраправодка і сантэхніка. Як правіла, яны выкарыстоўваюцца ў тых выпадках, калі труба не падвяргаецца высокай ступені нагрузкі.
Сыравіна
Асноўнай сыравінай у вытворчасці труб з'яўляецца сталь. Сталь складаецца ў асноўным з жалеза. Іншыя металы, якія могуць прысутнічаць у сплаве, ўключаюць алюміній, марганец, тытан, вальфрам, ванадый і цырконій. Пры вытворчасці часам выкарыстоўваюцца некаторыя аздобныя матэрыялы. Напрыклад, можа быць фарба.
Бясшвовыя трубы вырабляюцца з выкарыстаннем працэсу, які награвае і фармуе суцэльную нарыхтоўку ў цыліндрычную форму, а затым пракатвае яе, пакуль яна не будзе расцягнута і выдзеўбана. Паколькі выглыблены цэнтр мае няправільную форму, куляпадобны наканечнік праштурхоўваецца праз сярэдзіну нарыхтоўкі падчас яе скручвання. Бясшвовыя трубы вырабляюцца з выкарыстаннем працэсу, які награвае і фармуе суцэльную нарыхтоўку ў цыліндрычную форму, а затым скручвае яе пакуль ён не расцягнецца і не выдзеўбаецца. Паколькі паглыблены цэнтр мае няправільную форму, куляпадобны наканечнік праштурхоўваецца праз сярэдзіну загатоўкі падчас яе скручвання. выкарыстоўваецца, калі труба мае пакрыццё. Як правіла, невялікая колькасць алею наносіцца на сталёвыя трубы ў канцы вытворчай лініі. Гэта дапамагае абараніць трубу. Хоць на самай справе серная кіслата не з'яўляецца часткай гатовага прадукту, яна выкарыстоўваецца на адным этапе вытворчасці для ачысткі труб.
Вытворчы працэс
Сталёвыя трубы вырабляюцца двума рознымі працэсамі. Агульны метад вытворчасці абодвух працэсаў уключае тры этапы. Па-першае, неапрацаваная сталь ператвараецца ў больш прыдатную для працы форму. Далей труба фармуецца на бесперапыннай або полубеспрерывной вытворчай лініі. Нарэшце, труба разразаецца і мадыфікуецца ў адпаведнасці з патрэбамі заказчыка.
Бясшвовыя трубы вырабляюцца з выкарыстаннем працэсу, які награвае і фармуе суцэльную нарыхтоўку ў цыліндрычную форму, а затым пракатвае яе, пакуль яна не будзе расцягнута і выдзеўбана. Паколькі выглыблены цэнтр мае няправільную форму, куляпадобны наканечнік праштурхоўваецца праз сярэдзіну нарыхтоўкі падчас яе пракаткі.
Вытворчасць зліткаў
1. Расплаўленая сталь вырабляецца шляхам плаўлення жалезнай руды і коксу (багатае вугляродам рэчыва, якое ўтвараецца пры награванні вугалю ў адсутнасці паветра) у печы, пасля чаго выдаляецца большая частка вугляроду шляхам выбуху кіслароду ў вадкасць. Затым расплаўленую сталь разліваюць у вялікія таўстасценныя жалезныя формы, дзе яна астывае ў зліткі.
2. Для таго, каб сфармаваць плоскія вырабы, такія як пліты і лісты, або доўгія вырабы, такія як пруткі і пруткі, зліткі фармуюць паміж вялікімі ролікамі пад велізарным ціскам. Вытворчасць блюмаў і пліт
3. Каб вырабіць блюм, злітак прапускаюць праз пару сталёвых валкоў з канаўкамі, якія складаюцца ў адзінку. Гэтыя тыпы ролікаў называюцца «двухвысокімі млынамі». У некаторых выпадках выкарыстоўваюцца тры роліка. Ролікі ўсталёўваюцца так, каб іх канаўкі супадалі, і яны рухаліся ў процілеглых кірунках. Гэта дзеянне прымушае сталь сціскацца і расцягвацца на больш тонкія і доўгія кавалкі. Калі чалавек-аператар пераварочвае ролікі, сталь адцягваецца назад, робячы яе танчэйшай і даўжэйшай. Гэты працэс паўтараецца, пакуль сталь не набудзе патрэбную форму. Падчас гэтага працэсу машыны, якія называюцца маніпулятарамі, пераварочваюць сталь так, каб кожны бок апрацоўваўся раўнамерна.
4. Зліткі таксама можна раскачаць у пліты ў працэсе, аналагічным працэсу вырабу блюма. Сталь прапускаюць праз пару валкоў, якія расцягваюць яе. Аднак ёсць таксама ролікі, устаноўленыя збоку, каб кантраляваць шырыню пліт. Калі сталь набудзе патрэбную форму, няроўныя канцы зразаюць, а слябы або блюмы разразаюць на больш кароткія часткі.Далейшая апрацоўка
5. Блюмы звычайна падвяргаюцца дадатковай апрацоўцы, перш чым з іх вырабляюць трубкі. Блюмы ператвараюцца ў нарыхтоўкі, прапускаючы іх праз больш валкоў, што робіць іх даўжэйшымі і вузейшымі. Нарыхтоўкі рэжуцца прыладамі, якія называюцца лятучымі нажніцамі. Гэта пара сінхранізаваных нажніц, якія імчацца разам з рухомай нарыхтоўкай і разразаюць яе. Гэта дазваляе эфектыўна рэзаць без прыпынку вытворчага працэсу. Гэтыя загатоўкі ўкладваюцца ў штабелі і з часам становяцца бясшвоўнымі трубамі.
6. Пліты таксама перароблены. Каб зрабіць іх падатлівымі, іх спачатку награваюць да 2200°F (1204°C). Гэта прыводзіць да адукацыі аксіднага налёту на паверхні пліты. Гэта пакрыццё здымаецца пры дапамозе накіпляшчальніка і распылення вады пад высокім ціскам. Затым пліты праходзяць праз серыю валкоў на гарачым млыне і ператвараюцца ў тонкія вузкія палоскі сталі, якія называюцца скельп. Гэты млын можа быць даўжынёй да паўмілі. Калі пліты праходзяць праз ролікі, яны становяцца танчэй і даўжэй. На працягу прыкладна трох хвілін адну пліту можна ператварыць з кавалка сталі таўшчынёй 6 цаляў (15,2 см) у тонкую сталёвую стужку даўжынёй у чвэрць мілі.
7. Пасля расцяжэння сталь пратручваюць. Гэты працэс прадугледжвае праходжанне яго праз шэраг рэзервуараў, якія змяшчаюць серную кіслату для ачысткі металу. Каб скончыць, яго апалоскваюць халоднай і гарачай вадой, сушаць, а затым згортваюць на вялікія шпулі і пакуюць для транспарціроўкі на цэх па вытворчасці труб.
8. Для вырабу труб выкарыстоўваюцца як скельп, так і загатоўкі. Скельп зроблены ў выглядзе зварных труб. Спачатку яго кладуць на машыну для размотвання. Калі шпулька сталі размотваецца, яна награваецца. Затым сталь прапускаюць праз серыю рыфленых ролікаў. Калі ён праходзіць міма, ролікі прымушаюць краю шкірніка скручвацца разам. Гэта ўтварае несварную трубу.
9. Далей сталь праходзіць зварачныя электроды. Гэтыя прылады герметызуюць два канцы трубы разам. Затым зварной шво прапускаюць праз ролік высокага ціску, які дапамагае стварыць шчыльны зварны шво. Затым труба наразаецца на патрэбную даўжыню і ўкладваецца для далейшай апрацоўкі. Зварная сталёвая труба - гэта бесперапынны працэс, і ў залежнасці ад памеру трубы яе можна вырабляць з хуткасцю 1100 футаў (335,3 м) у хвіліну.
10. Пры неабходнасці вытворчасці бясшвовых труб выкарыстоўваюць квадратныя загатоўкі. Іх награваюць і фармуюць у форму цыліндру, якую таксама называюць круглай. Затым круглы кладзецца ў печ, дзе ён награваецца дабела. Затым разагрэты круг пракатваецца з вялікім ціскам. Гэта пракатка пад высокім ціскам прымушае нарыхтоўку расцягвацца і ў цэнтры ўтвараецца адтуліна. Паколькі гэтая адтуліна мае няправільную форму, у сярэдзіну нарыхтоўкі праштурхоўваецца прабойны пункт у форме кулі, калі яна раскочваецца. Пасля этапу праколвання труба ўсё яшчэ можа мець няправільную таўшчыню і форму. Каб выправіць гэта, яго прапускаюць праз іншую серыю пракатных станоў. Канчатковая апрацоўка
11. Пасля вырабу любога тыпу трубы іх можна прапусціць праз правільную машыну. Яны таксама могуць быць абсталяваны злучэннямі, каб можна было злучыць два або больш кавалкаў трубы. Найбольш распаўсюджаным тыпам злучэння для труб меншага дыяметра з'яўляецца разьба - шчыльныя пазы, якія праразаюцца ў канцы трубы. Трубы таксама праходзяць праз вымяральную машыну. Гэтая інфармацыя разам з іншымі дадзенымі кантролю якасці аўтаматычна наносіцца на трубу трафарэтам. Затым на трубу наносіцца лёгкі пласт ахоўнага алею. Большасць труб звычайна апрацоўваюцца, каб прадухіліць іх іржу. Гэта робіцца шляхам цынкавання або нанясення на яго цынкавага пакрыцця. У залежнасці ад выкарыстання трубы могуць выкарыстоўвацца іншыя фарбы або пакрыцця.
Кантроль якасці
Прымаюцца розныя меры, каб гарантаваць, што гатовая сталёвая труба адпавядае спецыфікацыям. Напрыклад, рэнтгенаўскія манометры выкарыстоўваюцца для рэгулявання таўшчыні сталі. Датчыкі працуюць з дапамогай двух рэнтгенаўскіх прамянёў. Адзін прамень накіраваны на сталь вядомай таўшчыні. Другая накіравана на сталь, якая праходзіць па вытворчай лініі. Калі ёсць розніца паміж двума прамянямі, датчык аўтаматычна запусціць змяненне памеру ролікаў для кампенсацыі.
Трубы таксама правяраюцца на дэфекты ў канцы працэсу. Адным з метадаў праверкі труб з'яўляецца выкарыстанне спецыяльнай машыны. Гэтая машына напаўняе трубу вадой, а потым павялічвае ціск, каб праверыць, ці яна вытрымае. Няспраўныя трубы здаюцца на металалом.