Terastorudon pikad õõnsad torud, mida kasutatakse erinevatel eesmärkidel. Neid toodetakse kahe erineva meetodiga, mille tulemuseks on keevitatud või õmblusteta toru. Mõlema meetodi puhul valatakse toorteras esmalt töödeldavamasse lähtevormi. Seejärel tehakse sellest toru, venitades terasest välja õmblusteta toru või surudes servad kokku ja tihendades need keevisõmblusega. Esimesed meetodid terastorude valmistamiseks võeti kasutusele 1800. aastate alguses ja need on pidevalt arenenud tänapäevasteks protsessideks, mida me tänapäeval kasutame. Igal aastal toodetakse miljoneid tonne terastorusid. Selle mitmekülgsus muudab selle terasetööstuses kõige sagedamini kasutatavaks tooteks.
Ajalugu
Inimesed on torusid kasutanud tuhandeid aastaid. Võib-olla kasutasid seda esmakordselt iidsed põllumehed, kes juhtisid vett ojadest ja jõgedest oma põldudele. Arheoloogilised tõendid viitavad sellele, et hiinlased kasutasid pilliroo toru vee transportimiseks soovitud kohtadesse juba 2000 eKr. Avastati savitorud, mida kasutasid ka teised iidsed tsivilisatsioonid. Esimesel sajandil pKr ehitati Euroopas esimesed pliitorud. Troopilistes maades kasutati vee transportimiseks bambustorusid. Kolooniaameeriklased kasutasid puitu sarnasel eesmärgil. 1652. aastal tehti Bostonis õõnespalkidest esimene veevärk.
Keevitatud toru moodustatakse terasribade valtsimisel läbi mitme soonega rullide, mis vormivad materjali ringikujuliseks. Järgmisena läbib keevitamata toru keevituselektroodid. Need seadmed tihendavad toru kaks otsa kokku.
Juba 1840. aastal suutsid rauatöölised toota õmblusteta torusid. Ühe meetodi puhul puuriti auk läbi tahke metallist ümara tooriku. Seejärel toorik kuumutati ja tõmmati läbi stantside seeria, mis pikendas seda toru moodustamiseks. See meetod oli ebaefektiivne, sest keskele oli raske auku puurida. Selle tulemuseks oli ebaühtlane toru, mille üks külg oli paksem kui teine. 1888. aastal anti täiustatud meetodile patent. Selle protsessi käigus valati tahke tahvel ümber tulekindla telliskivi südamiku. Kui see oli jahtunud, eemaldati telliskivi, jättes keskele augu. Sellest ajast alates on need meetodid asendanud uued rullimistehnikad.
Disain
Terasest torusid on kahte tüüpi, millest üks on õmblusteta ja teisel on kogu pikkuses üks keevisõmblus. Mõlemal on erinev kasutusala. Õmblusteta torud on tavaliselt kergemad ja õhemate seintega. Neid kasutatakse jalgrataste ja vedelike transportimiseks. Õmblustorud on raskemad ja jäigemad. Need on parema konsistentsiga ja tavaliselt sirgemad. Neid kasutatakse näiteks gaasitranspordi, elektrijuhtmete ja torustiku jaoks. Tavaliselt kasutatakse neid juhtudel, kui torule ei avaldata suurt koormust.
Tooraine
Torude tootmise peamine tooraine on teras. Teras koosneb peamiselt rauast. Muud metallid, mis võivad sulamis sisalduda, on alumiinium, mangaan, titaan, volfram, vanaadium ja tsirkoonium. Tootmise ajal kasutatakse mõnikord mõnda viimistlusmaterjali. Näiteks võib värv olla.
Õmblusteta toru valmistatakse protsessiga, mille käigus tahke toorik kuumutatakse ja vormitakse silindriliseks ning seejärel rullitakse, kuni see venitatakse ja õõnestatakse. Kuna õõnes keskosa on ebakorrapärase kujuga, surutakse rullimisel tooriku keskelt läbi kuulikujuline läbitorkamispunkt. Õmblusteta toru valmistamisel kasutatakse protsessi, mille käigus tahke toorik kuumutatakse ja vormitakse silindriliseks ning seejärel rullitakse. kuni see on venitatud ja õõnestatud. Kuna õõnes keskosa on ebakorrapärase kujuga, surutakse kuulikujuline läbitorkamisots selle rullimise ajal läbi tooriku keskosa. Kasutatakse, kui toru on kaetud. Tavaliselt kantakse tootmisliini lõpus terastorudele väike kogus õli. See aitab toru kaitsta. Kuigi see ei ole tegelikult valmistoote osa, kasutatakse väävelhapet toru puhastamiseks ühes tootmisetapis.
Tootmisprotsess
Terastorud on valmistatud kahe erineva protsessi abil. Mõlema protsessi üldine tootmismeetod hõlmab kolme etappi. Esiteks muudetakse toorteras töödeldavamaks vormiks. Järgmisena moodustatakse toru pideval või poolpideval tootmisliinil. Lõpuks toru lõigatakse ja muudetakse vastavalt kliendi vajadustele.
Õmblusteta toru valmistatakse protsessiga, mille käigus tahke toorik kuumutatakse ja vormitakse silindriliseks ning seejärel rullitakse, kuni see venitatakse ja õõnestatakse. Kuna õõnes keskosa on ebakorrapärase kujuga, surutakse rullimisel tooriku keskelt läbi kuulikujuline torkepunkt.
Valuploki tootmine
1. Sulateras valmistatakse rauamaagi ja koksi (süsinikurikas aine, mis tekib söe kuumutamisel õhu puudumisel) sulatamisel ahjus, seejärel eemaldatakse suurem osa süsinikust hapnikku vedelikku puhudes. Seejärel valatakse sulateras suurtesse paksuseinalistesse raudvormidesse, kus see jahtub valuplokkideks.
2. Lamedate toodete (nt plaadid ja lehed) või pikkade toodete (nt vardad ja vardad) moodustamiseks vormitakse valuplokid suurte rullide vahel tohutu surve all.
3. Õitsemise saamiseks juhitakse valuplokk läbi paari soonega terasrulli, mis on virnastatud. Seda tüüpi rulle nimetatakse "kahe kõrgusega veskideks". Mõnel juhul kasutatakse kolme rullikut. Rullid on paigaldatud nii, et nende sooned langevad kokku ja liiguvad vastassuundades. See tegevus põhjustab terase pigistamist ja venitamist õhemateks, pikemateks tükkideks. Kui kasutaja pöörab rulle ümber, tõmmatakse teras läbi tagasi, muutes selle õhemaks ja pikemaks. Seda protsessi korratakse, kuni teras saavutab soovitud kuju. Selle protsessi käigus pööravad masinad, mida nimetatakse manipulaatoriteks, terast ümber nii, et mõlemat külge töödeldakse ühtlaselt.
4. Valuplokid võib ka rullida plaatideks protsessiga, mis sarnaneb õitsemise protsessiga. Teras juhitakse läbi virnastatud rullide paari, mis seda venitavad. Küljele on aga paigaldatud ka rullid, mis reguleerivad plaatide laiust. Kui teras omandab soovitud kuju, lõigatakse ebatasased otsad ära ja plaadid või õied lõigatakse lühemateks tükkideks. Edasine töötlemine
5. Õitsemist töödeldakse tavaliselt enne torudeks valmistamist edasi. Õied muudetakse kangideks, pannes need läbi rohkemate rullimisseadmete, mis muudavad need pikemaks ja kitsamaks. Toorikud lõigatakse lendavate kääridena tuntud seadmetega. Need on sünkroniseeritud käärid, mis sõidavad koos liikuva toorikuga ja lõikavad seda. See võimaldab tõhusaid lõikeid ilma tootmisprotsessi peatamata. Need kangid on virnastatud ja muutuvad lõpuks õmblusteta torudeks.
6. Samuti töödeldakse ümber plaate. Selleks, et need oleksid vormitavad, kuumutatakse need esmalt temperatuurini 2200 °F (1204 °C). See põhjustab plaadi pinnale oksiidkatte moodustumist. See kate murtakse ära katlakivikaitse ja kõrgsurveveepihustiga. Seejärel saadetakse plaadid kuumal veskil läbi rullikute seeria ja neist valmistatakse õhukesed kitsad terasribad, mida nimetatakse skelpiks. See veski võib olla kuni poole miili pikkune. Kui plaadid läbivad rullid, muutuvad need õhemaks ja pikemaks. Umbes kolme minuti jooksul saab ühe plaadi muuta 6 tolli (15,2 cm) paksusest terasest õhukeseks teraslindiks, mis võib olla veerand miili pikk.
7. Pärast venitamist teras marineeritakse. See protsess hõlmab metalli puhastamiseks läbi rea väävelhapet sisaldavate mahutite käivitamist. Lõpetamiseks loputatakse seda külma ja kuuma veega, kuivatatakse, rullitakse seejärel suurtele poolidele ja pakitakse torude valmistamise rajatisse transportimiseks. Torude valmistamine
8. Torude valmistamiseks kasutatakse nii skepsi kui ka toone. Skelp on valmistatud keevitatud toruks. Esmalt asetatakse see lahtikerimismasinale. Kuna teraspool on lahti keritud, soojendatakse seda. Seejärel juhitakse teras läbi mitme soonega rullide. Mööda minnes kõverduvad rullid karva servad kokku. See moodustab keevitamata toru.
9. Järgmisena läheb teras läbi keevituselektroodide. Need seadmed tihendavad toru kaks otsa kokku. Seejärel juhitakse keevisõmblus läbi kõrgsurverulli, mis aitab luua tiheda keevisõmbluse. Seejärel lõigatakse toru soovitud pikkuseks ja virnastatakse edasiseks töötlemiseks. Keevitatud terastoru on pidev protsess ja olenevalt toru suurusest saab seda valmistada kuni 1100 jalga (335,3 m) minutis.
10. Kui on vaja õmblusteta toru, kasutatakse tootmiseks ruudukujulisi toorikuid. Neid kuumutatakse ja vormitakse silindrikujuliseks, mida nimetatakse ka ümaraks. Seejärel pannakse voor ahju, kus see kuumutatakse valgeks. Seejärel keeratakse kuumutatud ring suure survega rulli. Kõrgsurvevaltsimine põhjustab tooriku väljavenimise ja selle keskele moodustub auk. Kuna see auk on ebakorrapärase kujuga, surutakse rullimisel tooriku keskelt läbi kuulikujuline torkepunkt. Pärast augustamisetappi võib toru olla endiselt ebakorrapärase paksuse ja kujuga. Selle parandamiseks lastakse see läbi teise seeria valtspinkide. Lõplik töötlemine
11. Pärast mõlemat tüüpi torude valmistamist võib need lasta läbi sirgendusmasina. Need võivad olla varustatud ka liitmikega, et saaks ühendada kaks või enam torujuppi. Väiksema läbimõõduga torude puhul on kõige levinum ühendusviis keermestamine – toru otsa lõigatakse tihedad sooned. Torud saadetakse ka läbi mõõteseadme. See teave koos muude kvaliteedikontrolli andmetega kantakse automaatselt torule. Seejärel pihustatakse toru kerge kaitseõliga. Enamik torusid on tavaliselt roostetamise vältimiseks töödeldud. Seda tehakse tsinkimise või tsingikattega. Olenevalt toru kasutusest võib kasutada ka muid värve või katteid.
Kvaliteedikontroll
Võetakse mitmesuguseid meetmeid tagamaks, et valmis terastoru vastab spetsifikatsioonidele. Näiteks kasutatakse terase paksuse reguleerimiseks röntgenmõõtureid. Mõõdikud töötavad kahe röntgenikiirguse abil. Üks kiir on suunatud teadaoleva paksusega terasele. Teine on suunatud tootmisliinil mööduvale terasele. Kui kahe kiirte vahel on erinevusi, muudab mõõtur selle kompenseerimiseks automaatselt rullide suurust.
Protsessi lõpus kontrollitakse ka torusid defektide suhtes. Üks toru katsetamise meetod on spetsiaalse masina kasutamine. See masin täidab toru veega ja suurendab seejärel rõhku, et näha, kas see peab vastu. Defektsed torud tagastatakse vanarauaks.