Mae pibellau dur yn diwbiau hir, gwag a ddefnyddir at amrywiaeth o ddibenion. Fe'u cynhyrchir gan ddau ddull gwahanol sy'n arwain at bibell wedi'i weldio neu bibell ddi-dor. Yn y ddau ddull, caiff dur crai ei fwrw yn gyntaf i ffurf gychwynnol fwy ymarferol. Yna caiff ei wneud yn bibell trwy ymestyn y dur allan i diwb di-dor neu orfodi'r ymylon at ei gilydd a'u selio â weldiad. Cyflwynwyd y dulliau cyntaf ar gyfer cynhyrchu pibell ddur yn gynnar yn y 1800au, ac maent wedi esblygu'n raddol i'r prosesau modern a ddefnyddiwn heddiw. Bob blwyddyn, cynhyrchir miliynau o dunelli o bibell ddur. Mae ei hyblygrwydd yn ei wneud y cynnyrch a ddefnyddir amlaf a gynhyrchir gan y diwydiant dur.
Hanes
Mae pobl wedi defnyddio pibellau ers miloedd o flynyddoedd. Efallai mai’r defnydd cyntaf oedd gan amaethwyr hynafol a ddargyfeiriodd dŵr o nentydd ac afonydd i’w caeau. Mae tystiolaeth archeolegol yn awgrymu bod y Tsieineaid yn defnyddio pibell cyrs ar gyfer cludo dŵr i leoliadau dymunol mor gynnar â 2000 CC Mae tiwbiau clai a ddefnyddiwyd gan wareiddiadau hynafol eraill wedi'u darganfod. Yn ystod y ganrif gyntaf OC, adeiladwyd y pibellau plwm cyntaf yn Ewrop. Mewn gwledydd trofannol, defnyddiwyd tiwbiau bambŵ i gludo dŵr. Roedd Americanwyr trefedigaethol yn defnyddio pren at ddiben tebyg. Ym 1652, gwnaed y gwaith dŵr cyntaf yn Boston gan ddefnyddio boncyffion gwag.
Mae pibell wedi'i weldio yn cael ei ffurfio trwy rolio stribedi dur trwy gyfres o rholeri rhigol sy'n mowldio'r deunydd yn siâp crwn. Nesaf, mae'r bibell heb ei weldio yn pasio trwy weldio electrodau. Mae'r dyfeisiau hyn yn selio dau ben y bibell gyda'i gilydd.
Mor gynnar â 1840, roedd gweithwyr haearn eisoes yn gallu cynhyrchu tiwbiau di-dor. Mewn un dull, roedd twll yn cael ei ddrilio trwy biled crwn metel solet. Yna cafodd y biled ei gynhesu a'i dynnu trwy gyfres o farw a oedd yn ei ymestyn i ffurfio pibell. Roedd y dull hwn yn aneffeithlon oherwydd ei bod yn anodd drilio'r twll yn y canol. Arweiniodd hyn at bibell anwastad gydag un ochr yn fwy trwchus na'r llall. Ym 1888, dyfarnwyd patent i ddull gwell. Yn y broses hon roedd y bil solet yn cael ei fwrw o amgylch craidd brics gwrth-dân. Pan gafodd ei oeri, tynnwyd y fricsen gan adael twll yn y canol. Ers hynny mae technegau rholio newydd wedi disodli'r dulliau hyn.
Dylunio
Mae dau fath o bibell ddur, mae un yn ddi-dor ac mae gan un arall un sêm wedi'i weldio ar ei hyd. Mae gan y ddau ddefnydd gwahanol. Mae tiwbiau di-dor fel arfer yn fwy ysgafn, ac mae ganddynt waliau teneuach. Fe'u defnyddir ar gyfer beiciau a chludo hylifau. Mae tiwbiau wedi'u selio yn drymach ac yn fwy anhyblyg. Mae ganddyn nhw well cysondeb ac maen nhw fel arfer yn sythach. Fe'u defnyddir ar gyfer pethau fel cludo nwy, cwndid trydanol a phlymio. Yn nodweddiadol, fe'u defnyddir mewn achosion pan na roddir y bibell o dan straen uchel.
Deunyddiau Crai
Y prif ddeunydd crai mewn cynhyrchu pibellau yw dur. Mae dur yn cynnwys haearn yn bennaf. Mae metelau eraill a all fod yn bresennol yn yr aloi yn cynnwys alwminiwm, manganîs, titaniwm, twngsten, vanadium, a zirconium. Defnyddir rhai deunyddiau gorffen weithiau wrth gynhyrchu. Er enghraifft, gall paent fod.
Mae pibell ddi-dor yn cael ei gynhyrchu gan ddefnyddio proses sy'n gwresogi ac yn mowldio biled solet i siâp silindrog ac yna'n ei rolio nes ei fod wedi'i ymestyn a'i wagio. Gan fod y ganolfan wag yn siâp afreolaidd, mae pwynt tyllu siâp bwled yn cael ei wthio trwy ganol y biled wrth iddo gael ei rolio. Mae pibell ddi-dor yn cael ei chynhyrchu gan ddefnyddio proses sy'n gwresogi ac yn mowldio biled solet i siâp silindrog ac yna'n ei rolio. nes ei ymestyn a'i hollti. Gan fod y ganolfan wag yn siâp afreolaidd, mae pwynt tyllu siâp bwled yn cael ei wthio trwy ganol y biled wrth iddo gael ei rolio os yw'r bibell wedi'i gorchuddio. Yn nodweddiadol, mae swm ysgafn o olew yn cael ei gymhwyso i bibellau dur ar ddiwedd y llinell gynhyrchu. Mae hyn yn helpu i amddiffyn y bibell. Er nad yw'n rhan o'r cynnyrch gorffenedig mewn gwirionedd, defnyddir asid sylffwrig mewn un cam gweithgynhyrchu i lanhau'r bibell.
Y Broses Gynhyrchu
Gwneir pibellau dur gan ddwy broses wahanol. Mae'r dull cynhyrchu cyffredinol ar gyfer y ddwy broses yn cynnwys tri cham. Yn gyntaf, caiff dur crai ei drawsnewid yn ffurf fwy ymarferol. Nesaf, mae'r bibell yn cael ei ffurfio ar linell gynhyrchu barhaus neu lled-barhaol. Yn olaf, mae'r bibell yn cael ei dorri a'i addasu i ddiwallu anghenion y cwsmer. Bydd rhai gweithgynhyrchu pibellau Dur yn defnyddiopeiriant torri laser tiwbi dorri blaenorol neu hollowing y tiwb i gynyddu cystadleuol y tiwbiau
Mae pibell ddi-dor yn cael ei gynhyrchu gan ddefnyddio proses sy'n gwresogi ac yn mowldio biled solet i siâp silindrog ac yna'n ei rolio nes ei fod wedi'i ymestyn a'i wagio. Gan fod y ganolfan wag yn siâp afreolaidd, mae pwynt tyllu siâp bwled yn cael ei wthio trwy ganol y biled wrth iddo gael ei rolio.
Cynhyrchu ingot
1. Gwneir dur tawdd trwy doddi mwyn haearn a golosg (sylwedd carbon-gyfoethog sy'n arwain at gynhesu glo yn absenoldeb aer) mewn ffwrnais, yna tynnu'r rhan fwyaf o'r carbon trwy ffrwydro ocsigen i'r hylif. Yna caiff y dur tawdd ei dywallt i fowldiau haearn mawr â waliau trwchus, lle mae'n oeri'n ingotau.
2. Er mwyn ffurfio cynhyrchion gwastad fel platiau a thaflenni, neu gynhyrchion hir fel bariau a gwiail, mae ingotau'n cael eu siapio rhwng rholeri mawr o dan bwysau enfawr.Cynhyrchu blodau a slabiau
3. I gynhyrchu blodyn, mae'r ingot yn cael ei basio trwy bâr o rholeri dur rhigol sy'n cael eu pentyrru. Gelwir y mathau hyn o rholeri yn “felinau dwy uchel.” Mewn rhai achosion, defnyddir tri rholer. Mae'r rholeri wedi'u gosod fel bod eu rhigolau'n cyd-daro, ac maen nhw'n symud i gyfeiriadau gwahanol. Mae'r weithred hon yn achosi i'r dur gael ei wasgu a'i ymestyn yn ddarnau teneuach, hirach. Pan fydd y gweithredwr dynol yn gwrthdroi'r rholeri, caiff y dur ei dynnu'n ôl trwy ei wneud yn deneuach ac yn hirach. Mae'r broses hon yn cael ei hailadrodd nes bod y dur yn cyflawni'r siâp a ddymunir. Yn ystod y broses hon, mae peiriannau o'r enw manipulators yn troi'r dur fel bod pob ochr yn cael ei phrosesu'n gyfartal.
4. Gall ingotau hefyd gael eu rholio i mewn i slabiau mewn proses sy'n debyg i'r broses gwneud blodau. Mae'r dur yn cael ei basio trwy bâr o rholeri pentyrru sy'n ei ymestyn. Fodd bynnag, mae yna hefyd rholeri wedi'u gosod ar yr ochr i reoli lled y slabiau. Pan fydd y dur yn cael y siâp a ddymunir, mae'r pennau anwastad yn cael eu torri i ffwrdd ac mae'r slabiau neu'r blodau'n cael eu torri'n ddarnau byrrach.
5. Fel arfer caiff blodau eu prosesu ymhellach cyn iddynt gael eu gwneud yn bibellau. Mae blodau'n cael eu trosi'n biledau trwy eu rhoi trwy fwy o ddyfeisiadau treigl sy'n eu gwneud yn hirach ac yn fwy cul. Mae'r biledau'n cael eu torri gan ddyfeisiadau a elwir yn gwellaif yn hedfan. Mae'r rhain yn bâr o gwellaif cydamserol sy'n rasio ynghyd â'r biled symudol a'i dorri. Mae hyn yn caniatáu toriadau effeithlon heb atal y broses weithgynhyrchu. Mae'r biledau hyn wedi'u pentyrru ac yn y pen draw byddant yn dod yn bibell ddi-dor.
6. Mae slabiau hefyd yn cael eu hailweithio. Er mwyn eu gwneud yn hydrin, cânt eu gwresogi i 2,200 ° F (1,204 ° C) yn gyntaf. Mae hyn yn achosi gorchudd ocsid i ffurfio ar wyneb y slab. Mae'r gorchudd hwn wedi'i dorri i ffwrdd gyda thorrwr graddfa a chwistrell dŵr pwysedd uchel. Yna caiff y slabiau eu hanfon trwy gyfres o rholeri ar felin boeth a'u gwneud yn stribedi cul tenau o ddur o'r enw skelp. Gall y felin hon fod cyhyd â hanner milltir. Wrth i'r slabiau fynd trwy'r rholeri, maen nhw'n dod yn deneuach ac yn hirach. Mewn tua thri munud gellir trosi un slab o ddarn o ddur 6 mewn (15.2 cm) o drwch i rhuban dur tenau a all fod yn chwarter milltir o hyd.
7. Ar ôl ymestyn, mae'r dur wedi'i biclo. Mae'r broses hon yn golygu ei redeg trwy gyfres o danciau sy'n cynnwys asid sylffwrig i lanhau'r metel. I orffen, caiff ei rinsio â dŵr oer a phoeth, ei sychu ac yna ei rolio ar sbwliau mawr a'i becynnu i'w gludo i gyfleuster gwneud pibellau. Gwneud pibellau
8. Defnyddir skelp a biledau i wneud pibellau. Mae Skelp yn cael ei wneud yn bibell wedi'i weldio. Fe'i gosodir yn gyntaf ar beiriant dad-ddirwyn. Gan fod y sbŵl o ddur yn cael ei ddad-ddirwyn, caiff ei gynhesu. Yna mae'r dur yn cael ei basio trwy gyfres o rholeri rhigol. Wrth iddo fynd heibio, mae'r rholwyr yn achosi i ymylon y skelp gyrlio gyda'i gilydd. Mae hyn yn ffurfio pibell heb ei weldio.
9. Mae'r dur yn pasio nesaf trwy weldio electrodau. Mae'r dyfeisiau hyn yn selio dau ben y bibell gyda'i gilydd. Yna caiff y sêm weldio ei basio trwy rholer pwysedd uchel sy'n helpu i greu weldiad tynn. Yna caiff y bibell ei dorri i'r hyd a ddymunir a'i bentyrru i'w brosesu ymhellach. Mae pibell ddur wedi'i Weldio yn broses barhaus ac yn dibynnu ar faint y bibell, gellir ei gwneud mor gyflym â 1,100 troedfedd (335.3 m) y funud.
10. Pan fydd angen pibell di-dor, defnyddir biledau sgwâr ar gyfer cynhyrchu. Maent yn cael eu gwresogi a'u mowldio i ffurfio siâp silindr, a elwir hefyd yn grwn. Yna rhoddir y crwn mewn ffwrnais lle caiff ei gynhesu'n wyn-boeth. Yna caiff y rownd wedi'i gynhesu ei rolio â phwysau mawr. Mae'r rholio pwysedd uchel hwn yn achosi'r biled i ymestyn allan a thwll i ffurfio yn y canol. Gan fod siâp y twll hwn yn afreolaidd, mae pwynt tyllu siâp bwled yn cael ei wthio trwy ganol y biled wrth iddo gael ei rolio. Ar ôl y cam tyllu, gall y bibell fod o drwch a siâp afreolaidd o hyd. I gywiro hyn mae'n cael ei basio trwy gyfres arall o felinau rholio.Prosesu terfynol
11. Ar ôl gwneud y naill fath neu'r llall o bibell, gellir eu rhoi trwy beiriant sythu. Efallai y bydd uniadau wedi'u gosod arnynt hefyd fel y gellir cysylltu dau neu fwy o ddarnau o bibell. Y math mwyaf cyffredin o uniad ar gyfer pibellau â diamedrau llai yw edafu - rhigolau tynn sy'n cael eu torri i mewn i ddiwedd y bibell. Mae'r pibellau hefyd yn cael eu hanfon trwy beiriant mesur. Mae'r wybodaeth hon ynghyd â data rheoli ansawdd eraill yn cael ei stensilio'n awtomatig ar y bibell. Yna caiff y bibell ei chwistrellu â gorchudd ysgafn o olew amddiffynnol. Mae'r rhan fwyaf o bibellau fel arfer yn cael eu trin i'w hatal rhag rhydu. Gwneir hyn trwy ei galfaneiddio neu roi gorchudd o sinc iddo. Yn dibynnu ar y defnydd o'r bibell, gellir defnyddio paent neu haenau eraill.
Rheoli Ansawdd
Cymerir amrywiaeth o fesurau i sicrhau bod y bibell ddur gorffenedig yn bodloni'r manylebau. Er enghraifft, defnyddir mesuryddion pelydr-x i reoleiddio trwch y dur. Mae'r mesuryddion yn gweithio trwy ddefnyddio dau belydr-x. Mae un pelydryn wedi'i gyfeirio at ddur o drwch hysbys. Mae'r llall wedi'i gyfeirio at y dur pasio ar y llinell gynhyrchu. Os oes unrhyw amrywiad rhwng y ddau belydr, bydd y mesurydd yn sbarduno newid maint y rholeri yn awtomatig i wneud iawn.
Mae pibellau hefyd yn cael eu harchwilio am ddiffygion ar ddiwedd y broses. Un dull o brofi pibell yw trwy ddefnyddio peiriant arbennig. Mae'r peiriant hwn yn llenwi'r bibell â dŵr ac yna'n cynyddu'r pwysau i weld a yw'n dal. Mae pibellau diffygiol yn cael eu dychwelyd ar gyfer sgrap.