Ocelové trubkyjsou dlouhé duté trubky, které se používají pro různé účely. Vyrábějí se dvěma odlišnými metodami, jejichž výsledkem je buď svařovaná nebo bezešvá trubka. U obou metod se surová ocel nejprve odlévá do lépe zpracovatelné výchozí formy. Poté se z ní vytvoří trubka roztažením oceli do bezešvé trubky nebo sešlápnutím okrajů k sobě a jejich utěsněním svarem. První způsoby výroby ocelových trubek byly představeny na počátku 19. století a postupně se vyvinuly v moderní procesy, které používáme dnes. Každý rok se vyrobí miliony tun ocelových trubek. Jeho všestrannost z něj dělá nejčastěji používaný produkt vyráběný ocelářským průmyslem.
Dějiny
Lidé používají trubky po tisíce let. Snad první použití bylo starými zemědělci, kteří odváděli vodu z potoků a řek na svá pole. Archeologické důkazy naznačují, že Číňané používali rákosové potrubí pro přepravu vody na požadovaná místa již v roce 2000 př. nl Byly objeveny hliněné trubky, které používaly jiné starověké civilizace. Během prvního století našeho letopočtu byly v Evropě zkonstruovány první olověné trubky. V tropických zemích se k přepravě vody používaly bambusové trubky. Koloniální Američané používali dřevo pro podobný účel. V roce 1652 byla v Bostonu postavena první vodárna z dutých kmenů.
Svařovaná trubka je tvořena válcováním ocelových pásů přes řadu drážkovaných válců, které formují materiál do kruhového tvaru. Dále nesvařená trubka prochází svařovacími elektrodami. Tato zařízení utěsňují oba konce potrubí k sobě.
Již v roce 1840 uměli železáři vyrábět bezešvé trubky. Při jedné metodě byl vyvrtán otvor skrz pevný kovový kulatý předvalek. Sochor byl poté zahříván a tažen řadou průvlaků, které jej protáhly, aby vytvořily trubku. Tato metoda byla neefektivní, protože bylo obtížné vyvrtat díru ve středu. To mělo za následek nerovnou trubku s jednou stranou tlustší než druhou. V roce 1888 byla vylepšená metoda udělena patentem. V tomto procesu byla pevná látka odlita kolem ohnivzdorného cihelného jádra. Po ochlazení byla cihla odstraněna a uprostřed zůstala díra. Od té doby tyto metody nahradily nové válečkové techniky.
Design
Existují dva typy ocelových trubek, jedna je bezešvá a druhá má po celé délce jediný svařovaný šev. Oba mají různé využití. Bezešvé trubky jsou obvykle lehčí a mají tenčí stěny. Používají se pro jízdní kola a přepravu tekutin. Svařované trubky jsou těžší a tužší. Mají lepší konzistenci a jsou obvykle rovnější. Používají se pro věci, jako je přeprava plynu, elektrické vedení a instalatérské práce. Obvykle se používají v případech, kdy potrubí není vystaveno vysokému stupni namáhání.
Suroviny
Primární surovinou při výrobě trubek je ocel. Ocel se skládá především ze železa. Další kovy, které mohou být přítomny ve slitině, zahrnují hliník, mangan, titan, wolfram, vanad a zirkonium. Při výrobě se někdy používají některé dokončovací materiály. Například barva může být.
Bezešvá trubka se vyrábí pomocí procesu, při kterém se ohřívá a formuje pevný předvalek do válcového tvaru a poté se válcuje, dokud není natažen a vyhlouben. Vzhledem k tomu, že vydutý střed má nepravidelný tvar, propichovací hrot ve tvaru kulky se při válcování protlačí středem sochoru. Bezešvá trubka se vyrábí postupem, při kterém se ohřívá a tvaruje pevný sochor do válcového tvaru a poté se válcuje. dokud není natažený a vyhloubený. Protože dutý střed má nepravidelný tvar, propichovací hrot ve tvaru kulky se protlačuje středem sochoru při jeho válcování. Používá se, pokud je trubka potažena. Obvykle se na ocelové trubky na konci výrobní linky aplikuje malé množství oleje. To pomáhá chránit potrubí. I když ve skutečnosti není součástí hotového výrobku, používá se kyselina sírová v jednom výrobním kroku k čištění potrubí.
Výrobní proces
Ocelové trubky se vyrábějí dvěma různými procesy. Celková výrobní metoda pro oba procesy zahrnuje tři kroky. Nejprve se surová ocel převede do lépe zpracovatelné formy. Dále je trubka tvarována na kontinuální nebo polokontinuální výrobní lince. Nakonec se trubka nařeže a upraví tak, aby vyhovovala potřebám zákazníka.
Bezešvá trubka se vyrábí pomocí procesu, při kterém se ohřívá a formuje pevný předvalek do válcového tvaru a poté se válcuje, dokud není natažen a vyhlouben. Protože vyhloubený střed má nepravidelný tvar, je středem sochoru při válcování protlačován hrot ve tvaru střely.
Výroba ingotů
1. Roztavená ocel se vyrábí tavením železné rudy a koksu (látka bohatá na uhlík, která vzniká při zahřívání uhlí v nepřítomnosti vzduchu) v peci a následným odstraněním většiny uhlíku vháněním kyslíku do kapaliny. Roztavená ocel se pak nalije do velkých silnostěnných železných forem, kde se ochladí na ingoty.
2. Aby se vytvořily ploché výrobky, jako jsou desky a plechy, nebo dlouhé výrobky, jako jsou tyče a pruty, ingoty se tvarují mezi velkými válci pod obrovským tlakem. Výroba bloků a desek
3. Pro vytvoření předvalku prochází ingot dvojicí drážkovaných ocelových válců, které jsou stohovány. Tyto typy válců se nazývají „dvě vysoké mlýny“. V některých případech se používají tři válečky. Válce jsou namontovány tak, že jejich drážky se shodují a pohybují se v opačných směrech. Tato akce způsobí, že ocel je stlačena a roztažena na tenčí, delší kusy. Když lidský operátor obrátí válečky, ocel je tažena zpět, čímž je tenčí a delší. Tento proces se opakuje, dokud ocel nedosáhne požadovaného tvaru. Během tohoto procesu stroje zvané manipulátory převracejí ocel tak, aby byla každá strana zpracována rovnoměrně.
4. Ingoty mohou být také válcovány do plátů v procesu, který je podobný procesu výroby bloků. Ocel prochází dvojicí naskládaných válečků, které ji natahují. Existují však také válečky namontované na boku pro ovládání šířky desek. Když ocel získá požadovaný tvar, nerovné konce se odříznou a desky nebo bloky se nařežou na kratší kusy. Další zpracování
5. Květy se obvykle dále zpracovávají, než se z nich vyrobí trubky. Květy se přeměňují na sochory tím, že je procházejí více válcovacími zařízeními, díky nimž jsou delší a užší. Předvalky jsou řezány zařízeními známými jako létající nůžky. Jedná se o pár synchronizovaných nůžek, které se pohybují spolu s pohybujícím se předvalkem a řežou jej. To umožňuje efektivní řezání bez zastavení výrobního procesu. Tyto předvalky jsou stohovány a nakonec se stanou bezešvou trubkou.
6. Desky jsou také přepracovány. Aby byly tvárné, jsou nejprve zahřáté na 2 200 ° F (1 204 ° C). To způsobí, že se na povrchu desky vytvoří oxidový povlak. Tento povlak se odlomí lámačem vodního kamene a vysokotlakým vodním postřikem. Desky jsou poté posílány přes řadu válců na horkém mlýně a jsou z nich vyrobeny tenké úzké pásy oceli nazývané skelp. Tento mlýn může být dlouhý až půl míle. Jak desky procházejí válci, stávají se tenčími a delšími. V průběhu asi tří minut lze jednu desku přeměnit z 15,2 cm tlustého kusu oceli na tenký ocelový pásek, který může být dlouhý čtvrt míle.
7. Po protažení je ocel mořena. Tento proces zahrnuje jeho procházení řadou nádrží, které obsahují kyselinu sírovou k čištění kovu. Na závěr se opláchne studenou a horkou vodou, vysuší a poté navine na velké cívky a zabalí pro přepravu do zařízení na výrobu trubek.
8. K výrobě trubek se používá skelp i sochory. Skelp je vyroben do svařované trubky. Nejprve se umístí na odvíjecí stroj. Cívka z oceli se odvíjí a zahřívá se. Ocel pak prochází řadou drážkovaných válců. Při průchodu válečky způsobí, že se okraje lebky stočí k sobě. Vznikne tak nesvařená trubka.
9. Ocel dále prochází svařovacími elektrodami. Tato zařízení utěsňují oba konce potrubí k sobě. Svařovaný šev pak prochází vysokotlakým válcem, který pomáhá vytvořit těsný svar. Trubka se poté nařeže na požadovanou délku a stohuje pro další zpracování. Svařovaná ocelová trubka je kontinuální proces a v závislosti na velikosti trubky může být vyrobena rychlostí až 1 100 stop (335,3 m) za minutu.
10. Když je potřeba bezešvé potrubí, používají se k výrobě čtvercové předvalky. Jsou zahřívány a tvarovány do tvaru válce, nazývaného také kulatý. Kula se pak vloží do pece, kde se zahřívá do běla. Zahřátá kulička se pak velkým tlakem válcuje. Toto vysokotlaké válcování způsobí, že se předvalek roztáhne a uprostřed se vytvoří díra. Vzhledem k tomu, že tento otvor má nepravidelný tvar, je hrot průbojníku ve tvaru střely protlačen středem sochoru při jeho válcování. Po fázi propichování může mít trubka stále nepravidelnou tloušťku a tvar. K nápravě prochází další řadou válcovacích stolic. Finální zpracování
11. Poté, co je vyroben kterýkoli typ trubky, může být protažen rovnačkou. Mohou být také opatřeny spoji, takže lze spojit dva nebo více kusů potrubí. Nejběžnějším typem spoje pro trubky s menšími průměry je závitování – těsné drážky, které jsou vyříznuty do konce trubky. Trubky jsou také posílány přes měřicí stroj. Tyto informace spolu s dalšími údaji o kontrole kvality se automaticky vytisknou na potrubí. Poté je trubka postříkána lehkým nátěrem ochranného oleje. Většina trubek je obvykle ošetřena, aby se zabránilo jejich korozi. To se provádí galvanizací nebo potažením zinkem. V závislosti na použití potrubí mohou být použity jiné barvy nebo nátěry.
Kontrola kvality
Aby se zajistilo, že hotová ocelová trubka splňuje specifikace, byla přijata různá opatření. Například rentgenová měřidla se používají k regulaci tloušťky oceli. Měřidla pracují s využitím dvou rentgenových paprsků. Jeden paprsek směřuje na ocel známé tloušťky. Druhý je nasměrován na procházející ocel na výrobní lince. Pokud je mezi těmito dvěma paprsky nějaká odchylka, měřidlo automaticky spustí změnu velikosti válečků, aby se kompenzovalo.
Potrubí se na konci procesu také kontroluje na vady. Jednou z metod testování potrubí je použití speciálního stroje. Tento stroj naplní potrubí vodou a poté zvýší tlak, aby zjistil, zda drží. Vadné trubky jsou vráceny do šrotu.