Teräsputket ovat pitkiä, onttoja putkia, joita käytetään moniin tarkoituksiin. Ne tuotetaan kahdella erillisellä menetelmällä, jotka johtavat joko hitsatuun tai saumattomaan putkeen. Molemmissa menetelmissä RAW -teräs on valettu ensin toimivampaan aloitusmuotoon. Sitten se tehdään putkeksi venyttämällä teräs saumattomaan putkeen tai pakottamalla reunat yhteen ja tiivistämällä ne hitsauksella. Ensimmäiset menetelmät teräsputken tuottamiseksi otettiin käyttöön 1800 -luvun alkupuolella, ja ne ovat tasaisesti kehittyneet nykyaikaisiksi prosesseiksi, joita käytämme tänään. Joka vuosi tuotetaan miljoonia tonnia teräsputkea. Sen monipuolisuus tekee siitä terästeollisuuden tuottaman yleisimmin käytetyn tuotteen.
Historia
Ihmiset ovat käyttäneet putkia tuhansien vuosien ajan. Ehkä ensimmäisen käytön aiheutti muinaiset maatalouden edustajat, jotka ohjasivat vettä puroista ja joista pelloilleen. Arkeologiset todisteet viittaavat siihen, että kiinalaiset käyttivät ruokoputkea veden kuljettamiseen haluttuihin paikkoihin jo vuonna 2000 eKr. Muinaisten sivilisaatioiden käyttämät saviputket on löydetty. Ensimmäisen vuosisadan aikana AD: n aikana ensimmäiset lyijyputket rakennettiin Euroopassa. Trooppisissa maissa veden kuljettamiseen käytettiin bambuputkia. Siirtomaa -amerikkalaiset käyttivät puuta samanlaiseen tarkoitukseen. Vuonna 1652 ensimmäiset vesitehtävät tehtiin Bostonissa onttojen tukkien avulla.
Hitsattu putki muodostetaan ohjaamalla teräsnauhoja sarjan uritettujen rullien läpi, jotka muovaavat materiaalin pyöreään muotoon. Seuraavaksi ei -hylkäämätön putki kulkee hitsaamalla elektrodit. Nämä laitteet tiivistävät putken kaksi päätä yhteen.
Jo vuonna 1840 rautatyöntekijät voivat jo tuottaa saumattomia putkia. Yhdessä menetelmässä reikä porattiin kiinteän metallin, pyöreän aihion läpi. Sitten aihio lämmitettiin ja vedettiin sarjan suoli -sarjan läpi, joka pidentää sitä putken muodostamiseksi. Tämä menetelmä oli tehoton, koska oli vaikea porata reikä keskellä. Tämä johti siihen, että epätasainen putki oli toinen paksumpi kuin toinen. Vuonna 1888 parannettu menetelmä sai patentin. Tässä prosessissa kiinteä laskutettu kiinteä laskutettiin palonkestävän tiilydämen ympärille. Kun se jäähdytettiin, tiili poistettiin jättäen reiän keskelle. Siitä lähtien uudet rullatekniikat ovat korvanneet nämä menetelmät.
Design
Teräsputkia on kahta tyyppiä, yksi on saumattomia ja toisessa on yksi hitsaus sauma pitkin. Molemmilla on erilaisia käyttötarkoituksia. Saumattomat putket ovat tyypillisesti kevyempiä ja niissä on ohuemmat seinät. Niitä käytetään polkupyöriin ja nesteiden kuljettamiseen. Saumaiset putket ovat raskaampia ja jäykempiä. On parempi konsistenssi ja ne ovat tyypillisesti suorempia. Niitä käytetään esimerkiksi kaasunkuljetukseen, sähköjohtoon ja putkistoon. Tyypillisesti niitä käytetään tapauksissa, joissa putkea ei aseteta korkean stressin alle.
Raaka -aineet
Putken tuotannon ensisijainen raaka -aine on teräs. Teräs koostuu pääasiassa raudasta. Muita metalleja, joita voi olla seoksessa, ovat alumiini, mangaani, titaani, volframi, vanadari ja zirkonium. Joitakin viimeistelymateriaaleja käytetään joskus tuotannon aikana. Esimerkiksi maali voi olla.
Saumaton putki valmistetaan käyttämällä prosessia, joka lämmittää ja muokata kiinteän aihion lieriömäiseen muotoon ja rullaa sen sitten, kunnes se on venytetty ja ontto. Koska ontto keskusta on epäsäännöllisesti muotoiltu, luodin muotoinen lävistyspiste työnnetään aihion keskellä sen vieressä. Säiliöton putki valmistetaan käyttämällä prosessia, joka lämmittää ja muovaa kiinteän aihion lieriömäiseen muotoon ja rullaa sen sitten, kunnes se on venytetty ja houstettu. Koska ontto keskusta on epäsäännöllisesti muotoiltu, luodin muotoinen lävistyspiste työnnetään aihion keskellä, sellaisena kuin se on rullattu. Käytetään, jos putki on päällystetty. Tyypillisesti teräsputkiin levitetään kevyt määrä öljyä tuotantolinjan lopussa. Tämä auttaa suojaamaan putkea. Vaikka putken puhdistamiseen ei oikeastaan ole osa lopputuotetta, rikkihappoa käytetään yhdessä valmistusvaiheessa.
Valmistusprosessi
Teräsputket valmistetaan kahdella eri prosessilla. Molempien prosessien kokonaistuotantomenetelmä sisältää kolme vaihetta. Ensinnäkin raaka teräs muunnetaan toimivammaksi muotoksi. Seuraavaksi putki muodostetaan jatkuvalle tai puolijalastuotantolinjalle. Lopuksi putki leikataan ja muokataan vastaamaan asiakkaan tarpeita. Jotkut teräsputkien valmistukset käyttävätputkilaserleikkauskoneAikaisempi leikkaus tai puhdistaminen putken lisäämiseksi putkien kilpailun lisäämiseksi
Saumaton putki valmistetaan käyttämällä prosessia, joka lämmittää ja muokata kiinteän aihion lieriömäiseen muotoon ja rullaa sen sitten, kunnes se on venytetty ja ontto. Koska ontto keskusta on epäsäännöllisesti muotoiltu, luodin muotoinen lävistyspiste työnnetään aihion keskellä sen vieressä.
Harkkotuotanto
1. Sulaan teräs valmistetaan sulamalla rautamalmi ja koksi (hiilirikas aine, joka johtuu hiilen lämmittäessä ilman ilman) uunissa, poistamalla sitten suurimman osan hiilestä räjäyttämällä happea nesteeseen. Sulan teräs kaadetaan sitten suuriin, paksuseinäisiin rautamuotteihin, joissa se jäähtyy harkkien.
2. Jotta litteät tuotteet, kuten levyt ja arkit tai pitkät tuotteet, kuten baarit ja sauvat, ovat harkkien muotoisia suurten rullien väliin valtavan paineen alaisena.
3. Kukkinnan tuottamiseksi harkki johdetaan pinottujen uritettujen teräsrullan läpi. Tämän tyyppisiä rullaja kutsutaan ”kaksikorkeiksi myllyiksi”. Joissakin tapauksissa käytetään kolmea rullaa. Rullat on asennettu siten, että heidän uransa ovat samat, ja ne liikkuvat vastakkaisiin suuntiin. Tämä toiminta aiheuttaa teräksen puristamisen ja venytyksen ohuemmiksi, pidemmille paloiksi. Kun ihmisen operaattori kääntää rullat, teräs vedetään taaksepäin, mikä tekee siitä ohuemman ja pidemmän. Tämä prosessi toistetaan, kunnes teräs saavuttaa halutun muodon. Tämän prosessin aikana manipulaattoriksi kutsuttuja koneita kääntää teräksen siten, että molemmat osapuolet käsitellään tasaisesti.
4. Harkot voidaan myös rullata laattoihin prosessissa, joka on samanlainen kuin kukintavalmistusprosessi. Teräs johdetaan pinottujen rullien läpi, jotka venyttävät sitä. Siellä on kuitenkin myös rullat, jotka on asennettu levyjen leveyden hallitsemiseksi. Kun teräs hankkii halutun muodon, epätasaiset päät on katkaistu ja laatat tai kukinnat leikataan lyhyempiin paloihin.
5. Kukkija käsitellään tyypillisesti edelleen ennen niiden valmistusta putkiksi. Kukkijat muunnetaan aihioiksi asettamalla ne enemmän liikkuvia laitteita, jotka tekevät niistä pidempiä ja kapeampia. Aihaat leikkaavat lentävän levyn nimet. Nämä ovat pari synkronoituja leveitä, jotka kilpailevat liikkuvan aihion kanssa ja leikkaavat sen. Tämä mahdollistaa tehokkaat leikkaukset pysäyttämättä valmistusprosessia. Nämä aihiot ovat pinottu ja niistä tulee lopulta saumattomia putkia.
6. Laatat on myös muokattu. Jotta ne olisivat muokattavissa, ne lämmitetään ensin 2200 ° F: seen (1,204 ° C). Tämä aiheuttaa oksidipinnoitteen muodostumisen levyn pinnalle. Tämä pinnoitus katkeaa asteikon katkaisijan ja korkeapaineisen vesisuihkun kanssa. Laatat lähetetään sitten sarjan rullien läpi kuumalla myllyllä ja tehdään Skelp -nimisen ohuiksi kapeiksi teräsnauhoiksi. Tämä tehdas voi olla niin kauan kuin puoli mailia. Kun laatat kulkevat telojen läpi, ne muuttuvat ohuemmiksi ja pidemmiksi. Noin kolmen minuutin kuluessa yksi laatta voidaan muuntaa 6 tuumaa (15,2 cm) paksusta teräspalasta ohueksi teräsnauhaan, joka voi olla neljänneksen mailin pitkä.
7. venytyksen jälkeen teräs on suolakurkku. Tämä prosessi käsittää sen suorittamisen sarjan säiliöiden läpi, jotka sisältävät rikkihappoa metallin puhdistamiseksi. Viimeisellä se huuhdellaan kylmällä ja kuumalla vedellä, kuivataan ja rullataan sitten suurille keloille ja pakataan kuljettamista varten putkenvalmistuslaitokseen. Pipe valmistus
8. Putkien valmistukseen käytetään sekä Skelp että aihiot. Skelp on valmistettu hitsatuksi putkeksi. Se asetetaan ensin rentouttavalle koneelle. Koska teräskello on purkautunut, se lämmitetään. Teräs johdetaan sitten uritettujen rullien läpi. Kun se kulkee, rullat saavat Skelpin reunat käpristymään yhdessä. Tämä muodostaa ei -hyvittämättömän putken.
9. Seuraava teräs kulkee hitsaamalla elektrodit. Nämä laitteet tiivistävät putken kaksi päätä yhteen. Hitsattu sauma johdetaan sitten korkeapainerullan läpi, joka auttaa luomaan tiukan hitsin. Putki leikataan sitten haluttuun pituuteen ja pinotaan jatkokäsittelyä varten. Hitsattu teräsputki on jatkuva prosessi, ja putken koosta riippuen se voidaan tehdä niin nopeasti kuin 1100 jalkaa (335,3 m) minuutissa.
10. Kun tarvitaan saumattomia putkia, tuotantoon käytetään neliömäisiä aihioita. Ne lämmitetään ja muovattuu sylinterin muodon muodostamiseksi, jota kutsutaan myös pyöreiksi. Kierros laitetaan sitten uuniin, jossa se on lämmitetty valkoinen. Lämmitetty kierros rullataan sitten suurella paineella. Tämä korkea paine rullaus aiheuttaa aihion venymisen ja reikä muodostuu keskelle. Koska tämä reikä on epäsäännöllisesti muotoiltu, luodinmuotoinen lävistyspiste työnnetään aihion keskelle, kun se rullataan. Lävistysvaiheen jälkeen putki voi silti olla epäsäännöllistä paksuutta ja muotoa. Tämän korjaamiseksi se läpäisee toisen sarjan valssausmyllyjä.
11. Kun jompikumpi putki on valmistettu, ne voidaan laittaa suoristuskoneen läpi. Ne voidaan myös varustaa nivelillä, joten kaksi tai useampia putkistoa voidaan kytkeä. Yleisin liitostyyppi putkille, joilla on pienempi halkaisija, on kierre - tiiviit urat, jotka on leikattu putken päähän. Putket lähetetään myös mittauskoneen kautta. Nämä tiedot yhdessä muiden laadunvalvontatietojen kanssa on automaattisesti putkeen. Putki ruiskutetaan sitten suojaöljyn kevyellä pinnoitteella. Suurin osa putkesta käsitellään tyypillisesti sen ruostumisen estämiseksi. Tämä tehdään galvanoimalla se tai antamalla sille sinkin päällyste. Putken käytöstä riippuen voidaan käyttää muita maaleja tai pinnoitteita.
Laadunvalvonta
Erilaisia toimenpiteitä toteutetaan sen varmistamiseksi, että valmis teräsputki täyttää eritelmät. Esimerkiksi röntgenmittareita käytetään terästen paksuuden säätelemiseen. Mittarit toimivat hyödyntämällä kahta X -säteilyä. Yksi säde on suunnattu teräs, jolla on tunnettu paksuus. Toinen on suunnattu ohimennen teräkselle tuotantolinjalla. Jos näiden kahden säteen välillä on eroja, mittari laukaisee rullien koon automaattisesti kompensoimiseksi.
Putket tarkistetaan myös prosessin lopussa olevista virheistä. Yksi menetelmä putken testaamiseksi on käyttämällä erityistä konetta. Tämä kone täyttää putken vedellä ja lisää sitten painetta nähdäkseen, pitääkö se. Vialliset putket palautetaan romua varten.