Стоманени тръбиса дълги, кухи тръби, които се използват за различни цели. Те се произвеждат по два различни метода, които водят до заварени или безшевни тръби. И при двата метода суровата стомана първо се отлива в по-работеща изходна форма. След това се прави на тръба чрез разтягане на стоманата в безшевна тръба или притискане на краищата заедно и запечатването им със заварка. Първите методи за производство на стоманени тръби са въведени в началото на 1800 г. и те непрекъснато се развиват в съвременните процеси, които използваме днес. Всяка година се произвеждат милиони тонове стоманени тръби. Неговата гъвкавост го прави най-често използваният продукт, произвеждан от стоманодобивната промишленост.
История
Хората са използвали лули от хиляди години. Може би първата употреба е била от древните земеделци, които са отклонявали водата от потоци и реки в полетата си. Археологически доказателства сочат, че китайците са използвали тръстикова тръба за транспортиране на вода до желани места още през 2000 г. пр. н. е. Открити са глинени тръби, използвани от други древни цивилизации. През първи век от н. е. първите оловни тръби са построени в Европа. В тропическите страни бамбуковите тръби са били използвани за транспортиране на вода. Колониалните американци са използвали дърво за подобна цел. През 1652 г. в Бостън е направена първата водопроводна инсталация с помощта на кухи трупи.
Заварената тръба се формира чрез валцуване на стоманени ленти през серия от набраздени ролки, които оформят материала в кръгла форма. След това незаварената тръба преминава през заваръчни електроди. Тези устройства запечатват двата края на тръбата заедно.
Още през 1840 г. железарите вече могат да произвеждат безшевни тръби. При един метод се пробива дупка през масивна метална кръгла заготовка. След това заготовката беше нагрята и изтеглена през серия от матрици, които я удължиха, за да образуват тръба. Този метод беше неефективен, защото беше трудно да се пробие дупката в центъра. Това доведе до неравна тръба, като едната страна беше по-дебела от другата. През 1888 г. подобрен метод получава патент. В този процес твърдата част беше отлята около огнеупорна тухлена сърцевина. Когато се охлади, тухлата се отстранява, оставяйки дупка в средата. Оттогава нови ролкови техники замениха тези методи.
Дизайн
Има два вида стоманени тръби, едната е безшевна, а другата има единичен заварен шев по дължината си. И двете имат различни приложения. Безшевните тръби обикновено са по-леки и имат по-тънки стени. Използват се за велосипеди и превоз на течности. Зашитите тръби са по-тежки и по-твърди. Имат по-добра консистенция и обикновено са по-прави. Те се използват за неща като транспортиране на газ, електрически тръбопроводи и водопроводи. Обикновено те се използват в случаите, когато тръбата не е подложена на висока степен на напрежение.
Суровини
Основната суровина при производството на тръби е стоманата. Стоманата се състои основно от желязо. Други метали, които могат да присъстват в сплавта, включват алуминий, манган, титан, волфрам, ванадий и цирконий. По време на производството понякога се използват някои довършителни материали. Например, боя може да бъде.
Безшевната тръба се произвежда с помощта на процес, който нагрява и формира твърда заготовка в цилиндрична форма и след това я навива, докато бъде разтегната и издълбана. Тъй като вдлъбнатият център е с неправилна форма, пробивна точка с форма на куршум се изтласква през средата на заготовката, докато се валцува. Безшевната тръба се произвежда с помощта на процес, който нагрява и формира твърда заготовка в цилиндрична форма и след това я навива докато се разтегне и издълбае. Тъй като вдлъбнатият център е с неправилна форма, пробивна точка с форма на куршум се избутва през средата на заготовката, докато се валцува. използва се, ако тръбата е покрита. Обикновено леко количество масло се нанася върху стоманени тръби в края на производствената линия. Това помага за защита на тръбата. Въпреки че всъщност не е част от крайния продукт, сярната киселина се използва в една производствена стъпка за почистване на тръбата.
Производственият процес
Стоманените тръби се изработват по два различни процеса. Общият производствен метод за двата процеса включва три стъпки. Първо, необработената стомана се превръща в по-работеща форма. След това тръбата се формира на непрекъсната или полунепрекъсната производствена линия. Накрая тръбата се нарязва и модифицира, за да отговори на нуждите на клиента.
Безшевната тръба се произвежда с помощта на процес, който нагрява и формира твърда заготовка в цилиндрична форма и след това я навива, докато бъде разтегната и издълбана. Тъй като вдлъбнатият център е с неправилна форма, пробивна точка с форма на куршум се избутва през средата на заготовката, докато се търкаля.
Производство на блокове
1. Разтопената стомана се получава чрез топене на желязна руда и кокс (богато на въглерод вещество, което се получава, когато въглищата се нагряват в отсъствие на въздух) в пещ, след което се премахва по-голямата част от въглерода чрез взривяване на кислород в течността. След това разтопената стомана се излива в големи железни форми с дебели стени, където се охлажда в слитъци.
2. За да се оформят плоски продукти като плочи и листове или дълги продукти като пръти и пръти, слитъците се оформят между големи ролки под огромно налягане. Производство на блуми и плочи
3. За да се получи разцвет, слитъкът се прекарва през двойка набраздени стоманени ролки, които са подредени. Тези типове ролки се наричат „двувисоки мелници“. В някои случаи се използват три ролки. Ролките са монтирани така, че жлебовете им съвпадат и се движат в противоположни посоки. Това действие кара стоманата да се притиска и разтяга на по-тънки, по-дълги парчета. Когато ролките се обърнат от човешкия оператор, стоманата се изтегля назад, което я прави по-тънка и по-дълга. Този процес се повтаря, докато стоманата придобие желаната форма. По време на този процес машини, наречени манипулатори, обръщат стоманата, така че всяка страна да се обработва равномерно.
4. Слитъците могат също да се валцуват в плочи в процес, който е подобен на процеса на производство на блум. Стоманата преминава през чифт подредени ролки, които я разтягат. Има обаче и ролки, монтирани отстрани, за да контролират ширината на плочите. Когато стоманата придобие желаната форма, неравните краища се отрязват и плочите или блумовете се нарязват на по-къси парчета. Допълнителна обработка
5. Блумовете обикновено се обработват допълнително, преди да се превърнат в лули. Блумовете се превръщат в заготовки, като се поставят през повече валцоващи устройства, които ги правят по-дълги и по-тесни. Заготовките се режат с устройства, известни като летящи ножици. Това са чифт синхронизирани ножици, които се състезават заедно с движещата се заготовка и я режат. Това позволява ефективно рязане без спиране на производствения процес. Тези заготовки са подредени и в крайна сметка ще станат безшевни тръби.
6. Плочите също се преработват. За да станат ковки, те първо се нагряват до 2200° F (1204° C). Това води до образуване на оксидно покритие върху повърхността на плочата. Това покритие се отчупва с разбивач на котлен камък и водна струя под високо налягане. След това плочите се изпращат през поредица от валяци на гореща мелница и се правят на тънки тесни ленти от стомана, наречени скелп. Тази мелница може да бъде дълга половин миля. Тъй като плочите преминават през ролките, те стават по-тънки и по-дълги. В рамките на около три минути една плоча може да бъде превърната от парче стомана с дебелина 6 инча (15,2 см) в тънка стоманена лента, която може да бъде дълга четвърт миля.
7. След разтягане стоманата се ецва. Този процес включва преминаването му през серия от резервоари, които съдържат сярна киселина за почистване на метала. За финал се изплаква със студена и гореща вода, изсушава се и след това се навива на големи макари и се опакова за транспортиране до съоръжение за производство на тръби. Производство на тръби
8. И скелп, и заготовки се използват за направата на лули. Skelp се прави на заварена тръба. Първо се поставя на машина за развиване. Докато стоманената макара се развива, тя се нагрява. След това стоманата преминава през серия от набраздени ролки. Докато минава, ролките карат ръбовете на скалпа да се свиват заедно. Това образува незаварена тръба.
9. След това стоманата преминава през заваръчни електроди. Тези устройства запечатват двата края на тръбата заедно. След това завареният шев се прекарва през валяк с високо налягане, който спомага за създаването на стегната заварка. След това тръбата се нарязва на желаната дължина и се подрежда за по-нататъшна обработка. Заварената стоманена тръба е непрекъснат процес и в зависимост от размера на тръбата, тя може да бъде направена толкова бързо, колкото 1100 фута (335,3 м) в минута.
10. Когато е необходима безшевна тръба, за производството се използват квадратни заготовки. Те се нагряват и формоват, за да образуват цилиндрична форма, наричана още кръгла. След това кръгът се поставя в пещ, където се нагрява до бяло. След това нагрятият кръг се разточва със силен натиск. Това валцоване под високо налягане кара заготовката да се разтяга и да се образува дупка в центъра. Тъй като тази дупка е с неправилна форма, пробивна точка с форма на куршум се избутва през средата на заготовката, докато се търкаля. След етапа на пробиване тръбата все още може да бъде с неправилна дебелина и форма. За да се коригира това, той преминава през друга серия валцоващи мелници. Окончателна обработка
11. След като всеки тип тръба е направена, те могат да бъдат прекарани през машина за изправяне. Те могат също да бъдат снабдени със съединения, така че две или повече парчета тръба да могат да бъдат свързани. Най-разпространеният тип съединение за тръби с по-малки диаметри е резба - стегнати канали, които се изрязват в края на тръбата. Тръбите също се изпращат през измервателна машина. Тази информация, заедно с други данни за контрол на качеството, автоматично се изписва върху тръбата. След това тръбата се напръсква с леко покритие от защитно масло. Повечето тръби обикновено се третират, за да се предпазят от ръжда. Това става чрез поцинковане или поцинковане. В зависимост от употребата на тръбата могат да се използват други бои или покрития.
Контрол на качеството
Предприемат се различни мерки, за да се гарантира, че готовата стоманена тръба отговаря на спецификациите. Например, рентгенови измервателни уреди се използват за регулиране на дебелината на стоманата. Измервателите работят, като използват два рентгенови лъча. Един лъч е насочен към стомана с известна дебелина. Другият е насочен към преминаващата стомана по поточната линия. Ако има някаква разлика между двата лъча, измервателният уред автоматично ще задейства преоразмеряване на ролките, за да компенсира.
Тръбите също се проверяват за дефекти в края на процеса. Един метод за тестване на тръба е чрез използване на специална машина. Тази машина пълни тръбата с вода и след това увеличава налягането, за да види дали издържа. Дефектните тръби се връщат за скрап.