لوله های فولادی لوله های طولانی و توخالی هستند که برای اهداف مختلف استفاده می شوند. آنها توسط دو روش مجزا تولید می شوند که منجر به لوله جوش داده شده یا یکپارچه می شوند. در هر دو روش ، فولاد خام برای اولین بار به شکل شروع کاربردی تر ریخته می شود. سپس با کشش فولاد به داخل یک لوله یکپارچه یا مجبور کردن لبه ها به هم و مهر و موم کردن آنها با جوش ، داخل یک لوله ساخته می شود. اولین روشها برای تولید لوله فولادی در اوایل دهه 1800 معرفی شد و آنها به طور پیوسته در فرآیندهای مدرن که امروزه از آنها استفاده می کنیم تکامل یافته اند. هر ساله میلیون ها تن لوله فولادی تولید می شود. تطبیق پذیری آن باعث می شود تا بیشتر از محصولات تولید شده توسط صنعت فولاد استفاده شود.
تاریخ
مردم هزاران سال از لوله ها استفاده کرده اند. شاید اولین استفاده توسط کشاورزان باستان بود که آب را از رودخانه ها و رودخانه ها به مزارع خود منحرف می کردند. شواهد باستان شناسی حاکی از آن است که چینی ها از لوله نی استفاده شده برای انتقال آب به مکانهای مورد نظر در اوایل سال 2000 قبل از میلاد لوله های رس رس که توسط سایر تمدن های باستانی استفاده شده اند ، کشف شده است. در قرن اول میلادی ، اولین لوله های سرب در اروپا ساخته شد. در کشورهای گرمسیری ، از لوله های بامبو برای انتقال آب استفاده شد. آمریکایی های استعماری از چوب برای یک هدف مشابه استفاده می کردند. در سال 1652 ، اولین آبهای آب در بوستون با استفاده از سیاهههای توخالی ساخته شد.
لوله جوش داده شده توسط نوارهای فولادی از طریق یک سری از غلطک های شیار تشکیل می شود که مواد را به شکل دایره ای شکل می دهند. در مرحله بعد ، لوله ناخواسته با الکترودهای جوشکاری عبور می کند. این دستگاه ها دو انتهای لوله را با هم مهر می کنند.
در اوایل سال 1840 ، کارگران آهن می توانستند لوله های یکپارچه تولید کنند. در یک روش ، یک سوراخ از طریق یک فلزی جامد ، گرد و دور حفر شد. سپس این بیل گرم شد و از طریق یک سری از مرگ ها کشیده شد که آن را دراز می کرد تا یک لوله را تشکیل دهد. این روش ناکارآمد بود زیرا حفاری سوراخ در مرکز دشوار بود. این منجر به یک لوله ناهموار با یک طرف ضخیم تر از طرف دیگر شد. در سال 1888 ، یک روش بهبود یافته به یک حق ثبت اختراع اعطا شد. در این فرآیند صورتحساب جامد در اطراف یک هسته آجری ضد آتش ریخته شد. هنگامی که خنک شد ، آجر برداشته شد و سوراخ در وسط قرار گرفت. از آن زمان تکنیک های جدید غلتکی این روش ها را جایگزین کرده اند.
طراحی
دو نوع لوله فولادی وجود دارد ، یکی یکپارچه و دیگری دارای یک درز جوش داده شده در طول آن است. هر دو کاربردهای متفاوتی دارند. لوله های یکپارچه به طور معمول وزن کمتری دارند و دیوارهای نازک تری دارند. آنها برای دوچرخه و انتقال مایعات استفاده می شوند. لوله های درز سنگین تر و سفت تر هستند. قوام بهتری دارند و به طور معمول محکم تر هستند. آنها برای مواردی مانند حمل و نقل گاز ، مجرای الکتریکی و لوله کشی استفاده می شوند. به طور معمول ، آنها در مواردی که لوله تحت فشار زیادی قرار نمی گیرد استفاده می شود.
مواد اولیه
مواد اولیه اولیه در تولید لوله فولاد است. فولاد از درجه اول آهن تشکیل شده است. فلزات دیگری که ممکن است در آلیاژ موجود باشد شامل آلومینیوم ، منگنز ، تیتانیوم ، تنگستن ، وانادیوم و زیرکونیوم است. بعضی از مواد نهایی گاهی اوقات در طول تولید استفاده می شود. به عنوان مثال ، رنگ ممکن است باشد.
لوله یکپارچه با استفاده از فرآیندی تولید می شود که یک تخته جامد را به شکل استوانه ای گرم می کند و قالب می کند و سپس آن را تا زمانی که کشیده و توخالی شود ، می چرخد. از آنجا که مرکز توخالی به طور نامنظم به شکل شکل است ، یک نقطه سوراخ به شکل گلوله به صورت چرخشی از وسط بیل فشار می یابد. از آنجا که مرکز توخالی به طور نامنظم شکل دارد ، یک نقطه سوراخ به شکل گلوله ای به شکل وسط بیل در حالی که در حال چرخیدن است ، از وسط بیل عبور می کند. در صورت پوشش لوله استفاده می شود. به طور معمول ، مقدار کمی روغن در انتهای خط تولید برای لوله های فولادی اعمال می شود. این به محافظت از لوله کمک می کند. در حالی که در واقع بخشی از محصول نهایی نیست ، اسید سولفوریک در یک مرحله تولید برای تمیز کردن لوله استفاده می شود.
روند تولید
لوله های فولادی توسط دو فرآیند مختلف ساخته می شوند. روش تولید کلی برای هر دو فرآیند شامل سه مرحله است. اول ، فولاد خام به شکل کارآمدتری تبدیل می شود. در مرحله بعد ، این لوله بر روی یک خط تولید مداوم یا نیمه مداوم تشکیل می شود. سرانجام ، این لوله برش داده می شود و اصلاح می شود تا نیازهای مشتری را برآورده کند. برخی از تولید لوله های فولادی استفاده می کننددستگاه برش لیزر لولهبه برش قبلی یا توخالی لوله برای افزایش رقابتی لوله ها
لوله یکپارچه با استفاده از فرآیندی تولید می شود که یک تخته جامد را به شکل استوانه ای گرم می کند و قالب می کند و سپس آن را تا زمانی که کشیده و توخالی شود ، می چرخد. از آنجا که مرکز توخالی به طور نامنظم شکل دارد ، یک نقطه سوراخ به شکل گلوله ای به شکل وسط بیل در حال چرخش است.
تولید شمش
1. فولاد مذاب با ذوب سنگ آهن و کک (ماده ای غنی از کربن که هنگام گرم شدن زغال سنگ در غیاب هوا گرم می شود) در کوره ساخته می شود و سپس با انفجار اکسیژن به مایع ، بیشتر کربن را از بین می برد. سپس فولاد مذاب در قالب های آهنی بزرگ و ضخیم ریخته می شود ، جایی که داخل شمش ها خنک می شود.
2.
3. برای تولید شکوفه ، شمش از طریق یک جفت غلطک فولادی شیار که انباشته شده اند منتقل می شود. این نوع غلطک ها "آسیاب های دو بالا" نامیده می شوند. در بعضی موارد از سه غلطک استفاده می شود. غلطک ها به گونه ای سوار شده اند که شیارهای آنها همزمان می شوند و در جهات مخالف حرکت می کنند. این عمل باعث می شود که فولاد فشرده و به قطعات نازک تر و طولانی تر کشیده شود. هنگامی که غلطک ها توسط اپراتور انسانی معکوس می شوند ، فولاد از طریق نازک تر و طولانی تر شدن آن به عقب کشیده می شود. این فرآیند تا زمانی که فولاد به شکل مورد نظر دست نیاورد ، تکرار می شود. در طی این فرآیند ، ماشینهایی به نام Manipulators فولاد را تلنگر می زنند تا هر طرف به طور مساوی پردازش شود.
4. ممکن است شمش ها در فرآیندی که شبیه به فرآیند ساخت شکوفه است ، در صفحات قرار گیرند. این فولاد از طریق یک جفت غلطک انباشته منتقل می شود که آن را کشیده است. با این حال ، همچنین غلطک هایی برای کنترل عرض صفحات در کنار آن نصب شده اند. هنگامی که فولاد شکل مورد نظر را بدست می آورد ، انتهای ناهموار قطع می شود و صفحات یا شکوفه ها به قطعات کوتاه تر برش داده می شوند.
5. شکوفه ها به طور معمول قبل از اینکه در لوله ها قرار بگیرند ، بیشتر پردازش می شوند. شکوفه ها با قرار دادن آنها از طریق دستگاه های نورد بیشتر که باعث طولانی تر و باریک تر شدن آنها می شود ، به بیل ها تبدیل می شوند. این بیل توسط دستگاههای معروف به قشرهای پرواز بریده می شود. اینها یک جفت برش هماهنگ هستند که به همراه بیل حرکت می کنند و آن را برش می دهند. این اجازه می دهد تا بدون متوقف کردن فرآیند تولید ، برش های کارآمد را انجام دهد. این بیل ها انباشته شده و در نهایت لوله یکپارچه می شوند.
6. صفحات نیز دوباره کار می کنند. برای اینکه آنها را قابل انعطاف پذیر باشد ، ابتدا تا 2200 درجه فارنهایت (1،204 درجه سانتیگراد) گرم می شوند. این باعث می شود یک پوشش اکسید روی سطح دال شکل بگیرد. این پوشش با یک شکن مقیاس و اسپری آب با فشار بالا شکسته می شود. پس از آن صفحات از طریق یک سری غلطک بر روی یک آسیاب داغ ارسال می شوند و به نوارهای باریک باریک از فولاد به نام Skelp ساخته می شوند. این آسیاب می تواند تا نیم مایل باشد. با عبور صفحات از غلطک ها ، آنها نازک تر و طولانی تر می شوند. در طی حدود سه دقیقه ، یک دال تک از یک قطعه ضخامت 6 در (15.2 سانتی متر) از فولاد به یک روبان فولادی نازک تبدیل می شود که می تواند یک چهارم مایل باشد.
7 بعد از کشش ، فولاد ترشی می شود. این فرآیند شامل اجرای آن از طریق یک سری مخازن است که حاوی اسید سولفوریک برای تمیز کردن فلز هستند. برای پایان ، آن را با آب سرد و گرم شستشو می دهد ، خشک می شود و سپس روی قرقره های بزرگ چرخانده می شود و برای حمل و نقل به یک لوله ساخت لوله بسته بندی می شود.
8. از هر دو Skelp و Billets برای تهیه لوله استفاده می شود. Skelp در لوله جوش داده شده ساخته می شود. ابتدا روی یک دستگاه باز کردن قرار می گیرد. از آنجا که قرقره فولاد ناخوشایند است ، گرم می شود. سپس این فولاد از طریق یک سری غلطک های شیار منتقل می شود. با گذشت از آن ، غلطک ها باعث می شوند لبه های اسکلپ با هم پیچیده شوند. این یک لوله ناخواسته را تشکیل می دهد.
9. فولاد بعدی با الکترودهای جوشکاری عبور می کند. این دستگاه ها دو انتهای لوله را با هم مهر می کنند. درز جوش داده شده سپس از طریق غلتک با فشار بالا منتقل می شود که به ایجاد جوش محکم کمک می کند. سپس لوله به طول مورد نظر برش داده می شود و برای پردازش بیشتر انباشته می شود. لوله فولادی جوش داده شده یک فرآیند مداوم است و بسته به اندازه لوله ، می توان آن را به سرعت 1100 فوت (335.3 متر) در دقیقه انجام داد.
10. در صورت نیاز به لوله یکپارچه ، از بیل های مربع برای تولید استفاده می شود. آنها گرم می شوند و قالب می شوند تا شکل سیلندر شکل دهند ، همچنین به آن گرد می گویند. سپس دور در کوره ای قرار می گیرد که در آن گرم شده است. سپس دور گرم شده با فشار زیادی چرخانده می شود. این نورد با فشار بالا باعث می شود تا بیل کشیده شود و سوراخ در مرکز شکل بگیرد. از آنجا که این سوراخ به طور نامنظم به شکل شکل است ، یک نقطه سوراخ به شکل گلوله در وسط بیل در حالی که در حال چرخش است ، منتقل می شود. پس از مرحله سوراخ کردن ، لوله ممکن است از ضخامت و شکل نامنظم باشد. برای تصحیح این کار از طریق سری دیگری از آسیاب های نورد منتقل می شود.
11. پس از ساخت هر نوع لوله ، آنها ممکن است از طریق دستگاه صافی قرار بگیرند. آنها همچنین ممکن است به اتصالات مجهز باشند تا دو یا چند قطعه لوله به هم وصل شوند. متداول ترین نوع مفصل برای لوله هایی با قطر کوچکتر ، موضوعاتی است - شیارهای روشن که به انتهای لوله بریده می شوند. لوله ها نیز از طریق دستگاه اندازه گیری ارسال می شوند. این اطلاعات به همراه سایر داده های کنترل کیفیت به طور خودکار بر روی لوله قرار می گیرند. سپس لوله با روکش سبک روغن محافظ پاشیده می شود. بیشتر لوله ها معمولاً برای جلوگیری از زنگ زدگی آن تحت درمان قرار می گیرند. این کار با گالوانیزه کردن آن یا دادن روکش روی انجام می شود. بسته به استفاده از لوله ، ممکن است از سایر رنگ ها یا روکش ها استفاده شود.
کنترل کیفیت
اقدامات مختلفی برای اطمینان از اینكه لوله فولادی به پایان رسیده مشخصات را برآورده می كند ، انجام می شود. به عنوان مثال ، از سنجهای اشعه ایکس برای تنظیم ضخامت فولاد استفاده می شود. سنجها با استفاده از دو پرتو X کار می کنند. یک پرتو به یک فولاد با ضخامت شناخته شده هدایت می شود. دیگری به سمت فولاد عبور در خط تولید هدایت می شود. اگر بین دو پرتو واریانس وجود داشته باشد ، سنج به طور خودکار تغییر اندازه غلطک ها را برای جبران ایجاد می کند.
لوله ها همچنین در پایان فرآیند برای نقص بازرسی می شوند. یکی از روش های آزمایش لوله با استفاده از یک دستگاه ویژه است. این دستگاه لوله را با آب پر می کند و سپس فشار را افزایش می دهد تا ببیند آیا نگه داشته می شود. لوله های معیوب برای قراضه بازگردانده می شوند.