Tubs d'acersón tubs llargs i buits que s'utilitzen per a diversos propòsits. Es produeixen mitjançant dos mètodes diferents que donen lloc a una canonada soldada o sense soldadura. En ambdós mètodes, l'acer en brut es col·loca primer en una forma inicial més viable. A continuació, es converteix en una canonada estirant l'acer en un tub sense costures o forçant les vores juntes i segellant-les amb una soldadura. Els primers mètodes per produir tubs d'acer es van introduir a principis del 1800, i han evolucionat constantment cap als processos moderns que fem servir avui dia. Cada any es produeixen milions de tones de canonades d'acer. La seva versatilitat el converteix en el producte més utilitzat produït per la indústria siderúrgica.
Història
La gent fa servir pipes durant milers d'anys. Potser el primer ús va ser per part dels antics agricultors que desviaven l'aigua dels rierols i rius cap als seus camps. L'evidència arqueològica suggereix que els xinesos utilitzaven tubs de canya per transportar aigua als llocs desitjats ja l'any 2000 aC S'han descobert tubs d'argila que eren utilitzats per altres civilitzacions antigues. Durant el segle I dC, les primeres canonades de plom es van construir a Europa. Als països tropicals, s'utilitzaven tubs de bambú per transportar aigua. Els americans colonials utilitzaven la fusta per a un propòsit similar. L'any 1652 es va fer el primer treball d'aigua a Boston amb troncs buits.
La canonada soldada es forma fent rodar tires d'acer a través d'una sèrie de corrons acanalats que modelen el material en forma circular. A continuació, la canonada sense soldar passa per elèctrodes de soldadura. Aquests dispositius segellen els dos extrems de la canonada.
Ja l'any 1840, els treballadors del ferro ja podien produir tubs sense soldadura. En un mètode, es va perforar un forat a través d'una palanca rodona de metall sòlid. A continuació, la palangana s'escalfava i s'estirava a través d'una sèrie de matrius que l'allargaven per formar una canonada. Aquest mètode era ineficient perquè era difícil perforar el forat al centre. Això va donar lloc a una canonada irregular amb un costat més gruixut que l'altre. El 1888, un mètode millorat va rebre una patent. En aquest procés, el picat sòlid es va colar al voltant d'un nucli de maó ignífug. Quan es va refredar, es va treure el maó deixant un forat al mig. Des de llavors, les noves tècniques de rodets han substituït aquests mètodes.
Disseny
Hi ha dos tipus de tubs d'acer, un sense costura i un altre té una sola costura soldada al llarg de la seva longitud. Tots dos tenen usos diferents. Els tubs sense costures solen ser més lleugers i tenen parets més primes. S'utilitzen per a bicicletes i transport de líquids. Els tubs cosits són més pesats i rígids. Tenen una millor consistència i solen ser més rectes. S'utilitzen per a coses com el transport de gas, conductes elèctrics i fontaneria. Normalment, s'utilitzen en casos en què la canonada no està sotmesa a un alt grau de tensió.
Matèries primeres
La matèria primera principal en la producció de canonades és l'acer. L'acer està format principalment per ferro. Altres metalls que poden estar presents a l'aliatge inclouen alumini, manganès, titani, tungstè, vanadi i zirconi. Alguns materials d'acabat s'utilitzen de vegades durant la producció. Per exemple, la pintura pot ser.
La canonada sense soldadura es fabrica mitjançant un procés que escalfa i modela una palangana sòlida en una forma cilíndrica i després l'enrotlla fins que s'estira i buida. Com que el centre buit té una forma irregular, un punt perforador en forma de bala s'empeny a través del centre de la palangana mentre s'està enrotllant. La canonada sense costures es fabrica mitjançant un procés que escalfa i modela una palangana sòlida en forma cilíndrica i després l'enrotlla. fins que quedi estirat i buit. Com que el centre buit té una forma irregular, un punt perforador en forma de bala s'empeny pel mig de la palangana mentre s'està enrotllant. S'utilitza si la canonada està recoberta. Normalment, s'aplica una lleugera quantitat d'oli a les canonades d'acer al final de la línia de producció. Això ajuda a protegir la canonada. Tot i que en realitat no forma part del producte acabat, l'àcid sulfúric s'utilitza en un pas de fabricació per netejar la canonada.
El Procés de Fabricació
Les canonades d'acer es fabriquen mitjançant dos processos diferents. El mètode de producció global d'ambdós processos inclou tres passos. En primer lloc, l'acer en brut es converteix en una forma més viable. A continuació, la canonada es forma en una línia de producció contínua o semicontinua. Finalment, la canonada es talla i modifica per satisfer les necessitats del client.
La canonada sense soldadura es fabrica mitjançant un procés que escalfa i modela una palangana sòlida en una forma cilíndrica i després l'enrotlla fins que s'estira i buida. Com que el centre buit té una forma irregular, un punt perforador en forma de bala s'empeny pel mig de la palangana mentre s'enrotlla.
Producció de lingots
1. L'acer fos es fa fonent el mineral de ferro i el coc (una substància rica en carboni que resulta quan el carbó s'escalfa en absència d'aire) en un forn, després s'elimina la major part del carboni mitjançant l'explosió d'oxigen al líquid. L'acer fos després s'aboca en motlles de ferro grans i de parets gruixudes, on es refreda en lingots.
2. Per tal de formar productes plans com plaques i làmines, o productes llargs com barres i barres, els lingots es formen entre rodets grans sota una pressió enorme. Produint flors i lloses.
3. Per produir una floració, el lingot es fa passar per un parell de corrons d'acer acanalats que s'apilen. Aquests tipus de corrons s'anomenen "molins de dos alts". En alguns casos, s'utilitzen tres rodets. Els corrons estan muntats de manera que les seves ranures coincideixen i es mouen en direccions oposades. Aquesta acció fa que l'acer s'esprem i s'estiri en peces més primes i més llargues. Quan l'operador humà inverteix els corrons, l'acer es tira cap enrere fent-lo més prim i més llarg. Aquest procés es repeteix fins que l'acer aconsegueix la forma desitjada. Durant aquest procés, les màquines anomenades manipuladors giren l'acer de manera que cada costat es processi de manera uniforme.
4. Els lingots també es poden enrotllar en lloses en un procés similar al procés d'elaboració de la floració. L'acer es fa passar per un parell de corrons apilats que l'estiren. Tanmateix, també hi ha rodets muntats al costat per controlar l'amplada de les lloses. Quan l'acer adquireix la forma desitjada, es tallen els extrems desiguals i les lloses o flors es tallen en trossos més curts. Processament posterior
5. Les flors normalment es processen més abans de convertir-les en canonades. Les flors es converteixen en palanxes passant-les per més dispositius de rodament que les fan més llargues i estretes. Les palanxes es tallen mitjançant dispositius coneguts com a cisalles volants. Es tracta d'un parell de cisalles sincronitzades que corren juntament amb la palanca en moviment i la tallen. Això permet talls eficients sense aturar el procés de fabricació. Aquestes palanxes s'apilen i finalment es convertiran en una canonada sense costures.
6. També es reelaboren les lloses. Per fer-los mal·leables, primer s'escalfen a 2.200 ° F (1.204 ° C). Això fa que es formi un recobriment d'òxid a la superfície de la llosa. Aquest recobriment es trenca amb un trencador d'escales i un esprai d'aigua a alta pressió. A continuació, les lloses s'envien a través d'una sèrie de corrons en un molí calent i es transformen en tires d'acer estretes i fines anomenades skelp. Aquest molí pot tenir una llargada de mitja milla. A mesura que les lloses passen pels corrons, es fan més primes i més llargues. En el transcurs d'uns tres minuts, una sola llosa es pot convertir d'una peça d'acer de 6 polzades (15,2 cm) de gruix a una cinta d'acer prima que pot tenir un quart de milla de llarg.
7. Després de l'estirament, l'acer és decapat. Aquest procés consisteix a fer-lo passar per una sèrie de dipòsits que contenen àcid sulfúric per netejar el metall. Per acabar, s'esbandeix amb aigua freda i calenta, s'asseca i després s'enrotlla en grans rodets i s'envasa per al seu transport a una instal·lació de fabricació de canonades.
8. Tant skelp com totxos s'utilitzen per fer canonades. Skelp es converteix en tub soldat. Primer es col·loca en una màquina desbobinadora. A mesura que la bobina d'acer es desenrotlla, s'escalfa. A continuació, l'acer es fa passar per una sèrie de corrons acanalats. A mesura que passa, els corrons fan que les vores de l'esquelp s'enrosquin junts. Això forma una canonada sense soldar.
9. A continuació, l'acer passa per elèctrodes de soldadura. Aquests dispositius segellen els dos extrems de la canonada. A continuació, la costura de soldadura es fa passar per un corró d'alta pressió que ajuda a crear una soldadura ajustada. A continuació, la canonada es talla a la longitud desitjada i s'apila per a un posterior processament. La canonada d'acer soldada és un procés continu i, depenent de la mida de la canonada, es pot fer fins a 1.100 peus (335,3 m) per minut.
10. Quan es necessita una canonada sense soldadura, s'utilitzen palanxes quadrades per a la producció. S'escalfen i s'emmotllen per formar una forma de cilindre, també anomenada rodona. A continuació, la rodona es posa en un forn on s'escalfa en blanc. A continuació, s'enrotlla la rodona escalfada amb una gran pressió. Aquest rodatge a alta pressió fa que la palangana s'estiri i es formi un forat al centre. Com que aquest forat té una forma irregular, un punt perforador en forma de bala s'empeny pel mig de la palangana mentre s'enrotlla. Després de l'etapa de perforació, la canonada encara pot tenir un gruix i una forma irregulars. Per corregir-ho es passa per una altra sèrie de laminadors. Elaboració final
11. Després de fer qualsevol tipus de canonada, es poden passar per una màquina de redreçar. També es poden equipar amb juntes perquè es puguin connectar dues o més peces de canonada. El tipus d'unió més comú per a canonades amb diàmetres més petits és el roscat: ranures ajustades que es tallen a l'extrem de la canonada. Les canonades també s'envien a través d'una màquina de mesura. Aquesta informació juntament amb altres dades de control de qualitat s'estampa automàticament a la canonada. A continuació, la canonada es ruixa amb una lleugera capa d'oli protector. La majoria de canonades es tracten normalment per evitar que s'oxidin. Això es fa galvanitzant-lo o donant-li un recobriment de zinc. Segons l'ús de la canonada, es poden utilitzar altres pintures o recobriments.
Control de qualitat
Es prenen diverses mesures per garantir que la canonada d'acer acabada compleixi les especificacions. Per exemple, els mesuradors de raigs X s'utilitzen per regular el gruix de l'acer. Els mesuradors funcionen utilitzant dos raigs X. Un raig es dirigeix a un acer de gruix conegut. L'altre està dirigit al pas d'acer a la línia de producció. Si hi ha alguna variació entre els dos raigs, el mesurador activarà automàticament un canvi de mida dels corrons per compensar.
Les canonades també s'inspeccionen per detectar defectes al final del procés. Un mètode per provar una canonada és utilitzar una màquina especial. Aquesta màquina omple la canonada amb aigua i després augmenta la pressió per veure si aguanta. Les canonades defectuoses es retornen per a la ferralla.