Tubos de aceiroSon tubos longos e ocos que se utilizan para diversos propósitos. Son producidos por dous métodos distintos que dan lugar a un tubo soldado ou sen costura. En ambos os métodos, o aceiro en bruto é primeiro fundido nunha forma de partida máis viable. Despois faise un tubo estirando o aceiro nun tubo sen costura ou forzando os bordos xuntos e selándoos cunha soldadura. Os primeiros métodos para producir tubos de aceiro introducíronse a principios do século XIX, e evolucionaron constantemente ata os procesos modernos que usamos hoxe. Cada ano prodúcense millóns de toneladas de tubos de aceiro. A súa versatilidade fai que sexa o produto máis utilizado na industria siderúrxica.
Historia
A xente usou tubos durante miles de anos. Quizais o primeiro uso fose polos antigos agricultores que desviaban a auga dos regatos e ríos cara aos seus campos. A evidencia arqueolóxica suxire que os chineses usaban tubos de cana para transportar auga aos lugares desexados xa no ano 2000 a. C. Descubríronse tubos de arxila que eran utilizados por outras civilizacións antigas. Durante o século I d.C., os primeiros tubos de chumbo foron construídos en Europa. Nos países tropicais usábanse tubos de bambú para transportar auga. Os coloniais americanos usaban madeira para un propósito similar. En 1652, as primeiras obras de auga fíxose en Boston utilizando troncos ocos.
O tubo soldado está formado facendo rodar tiras de aceiro a través dunha serie de rolos acanalados que moldean o material nunha forma circular. A continuación, o tubo sen soldar pasa por electrodos de soldadura. Estes dispositivos selan os dous extremos do tubo xuntos.
Xa en 1840, os siderúrxicos xa podían producir tubos sen costura. Nun método, un burato foi perforado a través dun metal sólido, tocho redondo. Despois quentábase o tocho e pasábase a través dunha serie de matrices que o alongaban para formar un tubo. Este método era ineficiente porque era difícil perforar o burato no centro. Isto deu lugar a un tubo irregular cun lado máis groso que o outro. En 1888, un método mellorado foi patentado. Neste proceso, a pico sólida foi fundida arredor dun núcleo de ladrillo ignífugo. Cando se arrefriaba, retirábase o ladrillo deixando un burato no medio. Desde entón, as novas técnicas de rolos substituíron estes métodos.
Deseño
Hai dous tipos de tubos de aceiro, un é sen costura e outro ten unha única costura soldada ao longo da súa lonxitude. Ambos teñen diferentes usos. Os tubos sen costura normalmente son máis lixeiros e teñen paredes máis finas. Utilízanse para bicicletas e para transportar líquidos. Os tubos cosidos son máis pesados e ríxidos. Teñen unha mellor consistencia e adoitan ser máis rectos. Utilízanse para cousas como o transporte de gas, conducións eléctricas e fontanería. Normalmente, úsanse nos casos en que a tubaxe non está sometida a un alto grao de tensión.
Materias Primas
A materia prima primaria na produción de tubos é o aceiro. O aceiro está formado principalmente por ferro. Outros metais que poden estar presentes na aliaxe inclúen aluminio, manganeso, titanio, wolframio, vanadio e circonio. Algúns materiais de acabado úsanse ás veces durante a produción. Por exemplo, a pintura pode ser.
O tubo sen costura fábricase mediante un proceso que quenta e moldea un tocho sólido nunha forma cilíndrica e despois enrólao ata que se estira e oco. Dado que o centro oco ten forma irregular, unha punta perforadora en forma de bala é empurrada polo medio do tocho a medida que se enrolla. A tubería sen costura faise mediante un proceso que quenta e moldea un tocho sólido nunha forma cilíndrica e despois enrólao. ata que estea estirado e oco. Dado que o centro oco ten forma irregular, unha punta perforadora en forma de bala é empurrada polo medio do tocho mentres está a ser enrolada. Úsase se o tubo está revestido. Normalmente, aplícase unha lixeira cantidade de aceite aos tubos de aceiro ao final da liña de produción. Isto axuda a protexer o tubo. Aínda que en realidade non forma parte do produto acabado, o ácido sulfúrico úsase nun paso de fabricación para limpar o tubo.
O Proceso de Fabricación
Os tubos de aceiro fanse mediante dous procesos diferentes. O método de produción global para ambos procesos implica tres pasos. En primeiro lugar, o aceiro en bruto convértese nunha forma máis viable. A continuación, o tubo fórmase nunha liña de produción continua ou semicontinua. Finalmente, o tubo é cortado e modificado para satisfacer as necesidades do cliente.
A tubería sen costura faise mediante un proceso que quenta e moldea un tocho sólido nunha forma cilíndrica e despois enrólao ata que se estira e oco. Dado que o centro oco ten forma irregular, unha punta perforadora en forma de bala é empurrada polo medio do tocho mentres se enrola.
Produción de lingotes
1. O aceiro fundido elabórase fundendo mineral de ferro e coque (unha substancia rica en carbono que se produce cando o carbón se quenta en ausencia de aire) nun forno, eliminando despois a maior parte do carbono ao lanzar osíxeno no líquido. Despois, o aceiro fundido vértese en moldes de ferro grandes e de paredes grosas, onde se arrefría en lingotes.
2. Para formar produtos planos como placas e follas, ou produtos longos como barras e barras, os lingotes fórmanse entre grandes rolos baixo unha enorme presión.Produción de flores e lousas.
3. Para producir unha floración, o lingote pásase por un par de rolos de aceiro acanalados que se apilan. Estes tipos de rolos chámanse "muíños de dous altos". Nalgúns casos, utilízanse tres rolos. Os rolos están montados de xeito que os seus sucos coinciden, e móvense en direccións opostas. Esta acción fai que o aceiro se aprete e se estire en pezas máis finas e máis longas. Cando os rolos son invertidos polo operador humano, o aceiro é tirado cara atrás facéndoo máis fino e máis longo. Este proceso repítese ata que o aceiro alcance a forma desexada. Durante este proceso, as máquinas chamadas manipuladores voltean o aceiro para que cada lado se procese uniformemente.
4. Os lingotes tamén se poden enrolar en lousas nun proceso similar ao proceso de elaboración da floración. O aceiro pasa por un par de rolos apilados que o estiran. Non obstante, tamén hai rolos montados no lateral para controlar o ancho das lousas. Cando o aceiro adquire a forma desexada, córtanse os extremos irregulares e as lousas ou as flores córtanse en anacos máis curtos. Procesamento posterior
5. As floracións adoitan ser procesadas máis adiante antes de converterse en tubos. As floracións convértense en tochos pasándoas a través de máis dispositivos de rodadura que as fan máis longas e estreitas. Os tochos córtanse mediante dispositivos coñecidos como tesoiras voadoras. Trátase dun par de tesoiras sincronizadas que corren xunto co tocho en movemento e córtano. Isto permite cortes eficientes sen deter o proceso de fabricación. Estes tochos están apilados e acabarán por converterse en tubos sen costura.
6. Tamén se reelaboran as lousas. Para facelos maleables, primeiro quéntase a 2.200 ° F (1.204 ° C). Isto fai que se forme un revestimento de óxido na superficie da lousa. Este revestimento rómpese cun rompedor de escamas e pulverización de auga a alta presión. A continuación, as placas son enviadas a través dunha serie de rolos nun muíño quente e confórmanse en tiras finas e estreitas de aceiro chamadas skelp. Este muíño pode ser tan longo como media milla. A medida que as lousas pasan polos rolos, fanse máis finas e máis longas. No transcurso duns tres minutos pódese converter unha soa lousa dunha peza de aceiro de 6 polgadas (15,2 cm) de espesor nunha fina cinta de aceiro que pode ter un cuarto de milla de lonxitude.
7. Despois de estirar, o aceiro é decapado. Este proceso consiste en pasalo por unha serie de tanques que conteñen ácido sulfúrico para limpar o metal. Para rematar, enxágase con auga fría e quente, sécase e despois enróllase en grandes carretes e envasase para o seu transporte a unha instalación de fabricación de tubos.
8. Tanto skelp como tochos utilízanse para facer tubos. Skelp faise en tubo soldado. Colócase primeiro nunha máquina desenroladora. A medida que se desenrola a bobina de aceiro, quéntase. Despois, o aceiro pasa por unha serie de rolos acanalados. Ao seu paso, os rolos fan que os bordos do skelp se enrosquen. Isto forma un tubo sen soldar.
9. O aceiro pasa a continuación polos electrodos de soldadura. Estes dispositivos selan os dous extremos do tubo xuntos. Despois, a costura soldada pasa por un rolo de alta presión que axuda a crear unha soldadura axustada. A continuación, o tubo córtase á lonxitude desexada e apílase para o seu procesamento posterior. O tubo de aceiro soldado é un proceso continuo e, dependendo do tamaño do tubo, pódese facer a unha velocidade de 1.100 pés (335,3 m) por minuto.
10. Cando se necesita tubo sen costura, utilízanse tochos cadrados para a produción. Calentanse e moldeanse para formar unha forma de cilindro, tamén chamada redonda. A rolda métese despois nun forno onde se quenta á branca. Despois enróllase a rolda quentada con gran presión. Este laminado a alta presión fai que o tocho se estenda e se forme un burato no centro. Dado que este orificio ten forma irregular, unha punta perforadora en forma de bala é empurrada polo medio do tocho mentres se enrola. Despois da etapa de perforación, o tubo aínda pode ter un grosor e unha forma irregulares. Para corrixilo pásase por outra serie de laminadores.Elaboración final
11. Despois de fabricar calquera tipo de tubo, pódense pasar por unha máquina endereitadora. Tamén poden estar equipados con xuntas para que se poidan conectar dúas ou máis pezas de tubo. O tipo de xunta máis común para tubos con diámetros máis pequenos é o roscado: ranuras axustadas que se cortan no extremo do tubo. Os tubos tamén se envían a través dunha máquina de medición. Esta información, xunto con outros datos de control de calidade, está automaticamente marcada na tubería. A continuación, o tubo é pulverizado cunha lixeira capa de aceite protector. A maioría dos tubos son normalmente tratados para evitar que se oxidan. Isto faise galvanizándoo ou dándolle unha capa de cinc. Dependendo do uso do tubo, pódense utilizar outras pinturas ou revestimentos.
Control de calidade
Tómanse unha variedade de medidas para garantir que o tubo de aceiro rematado cumpra as especificacións. Por exemplo, os medidores de raios X úsanse para regular o espesor do aceiro. Os medidores funcionan utilizando dous raios X. Un raio vai dirixido a un aceiro de grosor coñecido. O outro está dirixido ao paso de aceiro na liña de produción. Se hai algunha variación entre os dous raios, o calibre activará automaticamente un cambio de tamaño dos rolos para compensalo.
Tamén se inspeccionan as tubaxes para detectar defectos ao final do proceso. Un método para probar un tubo é usar unha máquina especial. Esta máquina enche o tubo de auga e despois aumenta a presión para ver se aguanta. Os tubos defectuosos son devoltos para a chatarra.