Las tuberías de acero son tubos largos y huecos que se utilizan para una variedad de propósitos. Son producidos por dos métodos distintos que dan como resultado una tubería soldada o sin costuras. En ambos métodos, el acero crudo se coloca primero en una forma inicial más viable. Luego se convierte en una tubería estirando el acero en un tubo sin costuras o forzando los bordes y sellándolos con una soldadura. Los primeros métodos para producir tuberías de acero se introdujeron a principios de 1800, y han evolucionado constantemente en los procesos modernos que utilizamos hoy. Cada año, se producen millones de toneladas de tubos de acero. Su versatilidad lo convierte en el producto más utilizado producido por la industria del acero.
Historia
La gente ha usado tuberías durante miles de años. Quizás el primer uso fue por antiguos agricultores que desviaron el agua de los arroyos y ríos a sus campos. La evidencia arqueológica sugiere que los chinos usaron la tubería de láminas para transportar agua a ubicaciones deseadas ya en el año 2000 a. C. se han descubierto tubos de arcilla que utilizaron otras civilizaciones antiguas. Durante el siglo I DC, las primeras tuberías principales se construyeron en Europa. En los países tropicales, se usaron tubos de bambú para transportar agua. Los estadounidenses coloniales usaron madera para un propósito similar. En 1652, las primeras obras hidráulicas se hicieron en Boston usando troncos huecos.
La tubería soldada se forma mediante tiras de acero enrollables a través de una serie de rodillos ranurados que moldean el material en forma circular. A continuación, la tubería no soldada pasa por electrodos de soldadura. Estos dispositivos sella los dos extremos de la tubería.
Ya en 1840, los trabajadores de hierro ya podrían producir tubos sin costuras. En un método, se perforó un agujero a través de un billet de metal sólido. Luego, el tocho se calentó y dibujó a través de una serie de troqueles que lo alargaban para formar una tubería. Este método era ineficiente porque era difícil perforar el orificio en el centro. Esto dio como resultado una tubería irregular con un lado más grueso que el otro. En 1888, se le otorgó un método mejorado una patente. En este proceso, el sólido facturado fue lanzado alrededor de un núcleo de ladrillo de fuego. Cuando se enfrió, se quitó el ladrillo dejando un agujero en el medio. Desde entonces, las nuevas técnicas de rodillos han reemplazado estos métodos.
Diseño
Hay dos tipos de tubos de acero, uno es sin costura y otro tiene una sola costura soldada a lo largo de su longitud. Ambos tienen usos diferentes. Los tubos sin costuras suelen ser más livianos y tienen paredes más delgadas. Se usan para bicicletas y transportando líquidos. Los tubos de costura son más pesados y rígidos. Tienen una mejor consistencia y son típicamente más rectas. Se usan para cosas como el transporte de gas, el conducto eléctrico y la plomería. Por lo general, se usan en los casos en que la tubería no se pone bajo un alto grado de estrés.
Materia prima
La materia prima primaria en la producción de tuberías es el acero. El acero está compuesto principalmente de hierro. Otros metales que pueden estar presentes en la aleación incluyen aluminio, manganeso, titanio, tungsteno, vanadio y circonio. A veces se usan algunos materiales de acabado durante la producción. Por ejemplo, la pintura puede ser.
La tubería sin costura se fabrica utilizando un proceso que calienta y moldea una palanquilla sólida en forma cilíndrica y luego la enrolla hasta que se estira y hueca. Dado que el centro hueco tiene una forma de forma irregular, se empuja un punto de perforación en forma de bala a través del medio del tocho a medida que se enrolla. La tubería sin merodeo se fabrica utilizando un proceso que calienta y moldea una palanquilla sólida en una forma cilíndrica y luego la enrolla hasta que se estira y se ahoga. Dado que el centro hueco tiene una forma irregular, se empuja un punto de perforación en forma de bala a través del medio de la palanquilla a medida que se enrolla. Se usa si la tubería está recubierta. Por lo general, se aplica una ligera cantidad de aceite a tuberías de acero al final de la línea de producción. Esto ayuda a proteger la tubería. Si bien no es en realidad una parte del producto terminado, el ácido sulfúrico se usa en un paso de fabricación para limpiar la tubería.
El proceso de fabricación
Las tuberías de acero están hechas por dos procesos diferentes. El método de producción general para ambos procesos implica tres pasos. Primero, el acero crudo se convierte en una forma más viable. A continuación, la tubería se forma en una línea de producción continua o semicontinua. Finalmente, la tubería se corta y se modifica para satisfacer las necesidades del cliente. Alguna fabricación de tuberías de acero utilizarámáquina de cortar láser de tuboa corte o hueco previo del tubo para aumentar el competitivo de los tubos
La tubería sin costura se fabrica utilizando un proceso que calienta y moldea una palanquilla sólida en forma cilíndrica y luego la enrolla hasta que se estira y hueca. Dado que el centro hueco tiene una forma irregular, se empuja un punto de perforación en forma de bala a través del medio del tocho a medida que se enrolla.
Producción de lingotes
1. El acero fundido se hace derretiendo el mineral de hierro y el coque (una sustancia rica en carbono que resulta cuando el carbón se calienta en ausencia de aire) en un horno, luego elimina la mayor parte del carbono al volar el oxígeno en el líquido. El acero fundido se vierte en grandes moldes de hierro de paredes gruesas, donde se enfría en lingotes.
2. Para formar productos planos, como placas y sábanas, o productos largos como barras y varillas, los lingotes tienen forma de rodillos grandes bajo una enorme presión.
3. Para producir una floración, el lingote se pasa a través de un par de rodillos de acero ranurado que están apilados. Estos tipos de rodillos se llaman "Mills de dos alturas". En algunos casos, se usan tres rodillos. Los rodillos están montados para que sus ranuras coincidan y se muevan en direcciones opuestas. Esta acción hace que el acero se exprima y se estire en piezas más delgadas y más largas. Cuando el operador humano invierte los rodillos, el acero se retira hacia atrás, lo que lo hace más delgado y más largo. Este proceso se repite hasta que el acero logra la forma deseada. Durante este proceso, las máquinas llamadas manipuladores voltean el acero para que cada lado se procese de manera uniforme.
4. Los lingotes también se pueden rodar en losas en un proceso que es similar al proceso de fabricación de floración. El acero se pasa a través de un par de rodillos apilados que lo estiran. Sin embargo, también hay rodillos montados en el costado para controlar el ancho de las losas. Cuando el acero adquiere la forma deseada, los extremos desiguales se cortan y las losas o las flores se cortan en piezas más cortas.
5. Las flores generalmente se procesan más antes de que se conviertan en tuberías. Las flores se convierten en billets al ponerlos a través de más dispositivos rodantes que los hacen más largos y estrechos. Los billets son cortados por dispositivos conocidos como cizallas voladoras. Estos son un par de tijeras sincronizadas que corren junto con el móvil y la cortan. Esto permite cortes eficientes sin detener el proceso de fabricación. Estos billets están apilados y eventualmente se convertirán en tubos sin costuras.
6. Las losas también se reelaboran. Para hacerlos maleables, primero se calientan a 2,200 ° F (1,204 ° C). Esto hace que se forme un recubrimiento de óxido en la superficie de la losa. Este recubrimiento se rompe con un interruptor de escala y un aerosol de agua a alta presión. Luego, las losas se envían a través de una serie de rodillos en un molino caliente y se convierten en tiras finas de acero llamadas Skelp. Este molino puede ser hasta media milla. A medida que las losas pasan a través de los rodillos, se vuelven más delgados y más largos. En el transcurso de aproximadamente tres minutos, se puede convertir una sola losa de una pieza de acero de acero de 6 pulgadas de 6 pulgadas (15.2 cm) a una cinta de acero delgada que puede tener un cuarto de milla de largo.
7. Después de estirarse, el acero está en escabeche. Este proceso implica ejecutarlo a través de una serie de tanques que contienen ácido sulfúrico para limpiar el metal. Para terminar, está enjuagado con agua fría y caliente, seca y luego se enrolla en grandes carretes y empaquetado para transportar a una instalación de tuberías.
8. Tanto Skelp como Billets se usan para hacer tuberías. Skelp se convierte en tubos soldados. Primero se coloca en una máquina de relajación. A medida que el carrete de acero se desenrolla, se calienta. El acero se pasa a través de una serie de rodillos ranurados. A medida que pasa, los rodillos hacen que los bordes del Skelp se curvan juntos. Esto forma una tubería no soldada.
9. El siguiente acero pasa por electrodos de soldadura. Estos dispositivos sella los dos extremos de la tubería. La costura soldada se pasa a través de un rodillo de alta presión que ayuda a crear una soldadura apretada. Luego, la tubería se corta a la longitud deseada y se apila para su posterior procesamiento. La tubería de acero soldada es un proceso continuo y, dependiendo del tamaño de la tubería, se puede hacer tan rápido como 1,100 pies (335.3 m) por minuto.
10. Cuando se necesita tubería sin costura, se utilizan palanquillas cuadradas para la producción. Se calientan y se moldean para formar una forma de cilindro, también llamada redonda. La ronda se coloca en un horno donde se calienta al punto de vista blanco. La ronda calentada se enrolla con gran presión. Este rodamiento de alta presión hace que el tocho se estire y se forme un agujero en el centro. Dado que este agujero tiene una forma irregular, se empuja un punto de perforación en forma de bala a través del medio de la palanquilla a medida que se enrolla. Después de la etapa de perforación, la tubería aún puede ser de espesor y forma irregulares. Para corregir esto, se pasa a través de otra serie de fábricas rodantes. Procesamiento final
11. Después de hacer cualquier tipo de tubería, se pueden colocar a través de una máquina de alisado. También pueden estar equipados con juntas para que se puedan conectar dos o más piezas de tubería. El tipo más común de junta para tuberías con diámetros más pequeños es el roscado: ranuras tensas que se cortan en el extremo de la tubería. Las tuberías también se envían a través de una máquina de medir. Esta información junto con otros datos de control de calidad se estencia automáticamente en la tubería. Luego se rocía la tubería con un recubrimiento ligero de aceite protector. La mayoría de las tuberías generalmente se tratan para evitar que se oxide. Esto se hace galvanizándolo o dándole un recubrimiento de zinc. Dependiendo del uso de la tubería, se pueden usar otras pinturas o recubrimientos.
Control de calidad
Se toman una variedad de medidas para garantizar que la tubería de acero terminada cumpla con las especificaciones. Por ejemplo, los medidores de rayos X se utilizan para regular el grosor del acero. Los medidores funcionan utilizando dos rayos x. Un rayo está dirigido a un acero de grosor conocido. El otro está dirigido al acero que pasa en la línea de producción. Si hay alguna variación entre los dos rayos, el medidor activará automáticamente un cambio de tamaño de los rodillos para compensar.
Las tuberías también se inspeccionan para defectos al final del proceso. Un método para probar una tubería es usar una máquina especial. Esta máquina llena la tubería con agua y luego aumenta la presión para ver si se mantiene. Las tuberías defectuosas se devuelven para chatarra.