स्टील पाइप कैसे बनता है

स्टील पाइपलंबी, खोखली ट्यूबें होती हैं जिनका उपयोग विभिन्न प्रयोजनों के लिए किया जाता है। वे दो अलग-अलग तरीकों से निर्मित होते हैं जिसके परिणामस्वरूप या तो वेल्डेड या सीमलेस पाइप होता है। दोनों तरीकों में, कच्चे स्टील को पहले अधिक व्यावहारिक प्रारंभिक रूप में ढाला जाता है। इसके बाद स्टील को एक सीमलेस ट्यूब में खींचकर या किनारों को एक साथ जोड़कर और उन्हें वेल्ड से सील करके एक पाइप बनाया जाता है। स्टील पाइप के उत्पादन के लिए पहली विधियाँ 1800 के दशक की शुरुआत में पेश की गईं, और वे आज हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली आधुनिक प्रक्रियाओं में तेजी से विकसित हुई हैं। हर साल लाखों टन स्टील पाइप का उत्पादन होता है। इसकी बहुमुखी प्रतिभा इसे इस्पात उद्योग द्वारा उत्पादित सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला उत्पाद बनाती है।
इतिहास

लोग हजारों वर्षों से पाइप का उपयोग करते आ रहे हैं। शायद पहला प्रयोग प्राचीन कृषिविदों द्वारा किया गया था जिन्होंने नदियों और झरनों के पानी को अपने खेतों में मोड़ा था। पुरातात्विक साक्ष्यों से पता चलता है कि चीनियों ने 2000 ईसा पूर्व में वांछित स्थानों पर पानी पहुंचाने के लिए रीड पाइप का उपयोग किया था, अन्य प्राचीन सभ्यताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली मिट्टी की ट्यूबों की खोज की गई है। पहली शताब्दी ईस्वी के दौरान, यूरोप में पहले सीसे के पाइप का निर्माण किया गया था। उष्णकटिबंधीय देशों में, पानी के परिवहन के लिए बांस की नलियों का उपयोग किया जाता था। औपनिवेशिक अमेरिकियों ने इसी उद्देश्य के लिए लकड़ी का उपयोग किया। 1652 में बोस्टन में खोखली लकड़ियों का उपयोग करके पहला वाटरवर्क्स बनाया गया था।

वेल्डेड पाइप स्टील स्ट्रिप्स को ग्रूव्ड रोलर्स की एक श्रृंखला के माध्यम से रोल करके बनाई जाती है जो सामग्री को गोलाकार आकार में ढालती है। इसके बाद, बिना वेल्डेड पाइप वेल्डिंग इलेक्ट्रोड से होकर गुजरता है। ये उपकरण पाइप के दोनों सिरों को एक साथ सील कर देते हैं।
1840 की शुरुआत में, लौहकार पहले से ही सीमलेस ट्यूब का उत्पादन कर सकते थे। एक विधि में, एक ठोस धातु, गोल बिलेट के माध्यम से एक छेद ड्रिल किया गया था। फिर बिलेट को गर्म किया गया और डाइज़ की एक श्रृंखला के माध्यम से खींचा गया जिसने इसे एक पाइप बनाने के लिए लंबा कर दिया। यह विधि अप्रभावी थी क्योंकि केंद्र में छेद करना कठिन था। इसके परिणामस्वरूप एक असमान पाइप बन गया जिसका एक किनारा दूसरे से अधिक मोटा था। 1888 में, एक बेहतर पद्धति को पेटेंट प्रदान किया गया। इस प्रक्रिया में अग्निरोधक ईंट कोर के चारों ओर ठोस बिल डाला गया था। जब यह ठंडा हो गया तो बीच में एक छेद छोड़कर ईंट को हटा दिया गया। तब से नई रोलर तकनीकों ने इन विधियों का स्थान ले लिया है।
डिज़ाइन

स्टील पाइप दो प्रकार के होते हैं, एक सीमलेस होता है और दूसरे की लंबाई के साथ एक ही वेल्डेड सीम होता है। दोनों के अलग-अलग उपयोग हैं. सीमलेस ट्यूब आमतौर पर अधिक हल्के वजन वाले होते हैं, और उनकी दीवारें पतली होती हैं। इनका उपयोग साइकिल और तरल पदार्थों के परिवहन के लिए किया जाता है। सीमयुक्त ट्यूब भारी और अधिक कठोर होती हैं। इनमें बेहतर स्थिरता होती है और ये आम तौर पर अधिक सीधे होते हैं। इनका उपयोग गैस परिवहन, विद्युत नाली और पाइपलाइन जैसी चीजों के लिए किया जाता है। आमतौर पर, उनका उपयोग ऐसे मामलों में किया जाता है जब पाइप को उच्च स्तर के तनाव में नहीं रखा जाता है।

कच्चा माल

पाइप उत्पादन में प्राथमिक कच्चा माल स्टील है। स्टील मुख्य रूप से लोहे से बना होता है। अन्य धातुएँ जो मिश्र धातु में मौजूद हो सकती हैं उनमें एल्यूमीनियम, मैंगनीज, टाइटेनियम, टंगस्टन, वैनेडियम और ज़िरकोनियम शामिल हैं। कुछ परिष्करण सामग्री का उपयोग कभी-कभी उत्पादन के दौरान किया जाता है। उदाहरण के लिए, पेंट हो सकता है.
सीमलेस पाइप का निर्माण एक ऐसी प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है जो एक ठोस बिलेट को गर्म करके एक बेलनाकार आकार में ढालता है और फिर इसे तब तक रोल करता है जब तक कि यह खिंचकर खोखला न हो जाए। चूँकि खोखला केंद्र अनियमित आकार का होता है, एक गोली के आकार का छेदक बिंदु बिलेट के बीच में धकेल दिया जाता है क्योंकि इसे रोल किया जा रहा है। सीमलेस पाइप का निर्माण एक ऐसी प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है जो एक ठोस बिलेट को गर्म करता है और एक बेलनाकार आकार में ढालता है और फिर इसे रोल करता है जब तक यह खिंचकर खोखला न हो जाए। चूंकि खोखला केंद्र अनियमित आकार का होता है, इसलिए जब पाइप को लेपित किया जाता है तो बिलेट के बीच में एक गोली के आकार का छेदक बिंदु डाला जाता है। इसका उपयोग तब किया जाता है जब पाइप को लेपित किया जाता है। आमतौर पर, उत्पादन लाइन के अंत में स्टील पाइप पर हल्की मात्रा में तेल लगाया जाता है। इससे पाइप को सुरक्षित रखने में मदद मिलती है. हालांकि यह वास्तव में तैयार उत्पाद का हिस्सा नहीं है, पाइप को साफ करने के लिए विनिर्माण चरण में सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है।

विनिर्माण प्रक्रिया

स्टील पाइप दो अलग-अलग प्रक्रियाओं द्वारा बनाए जाते हैं। दोनों प्रक्रियाओं के लिए समग्र उत्पादन पद्धति में तीन चरण शामिल हैं। सबसे पहले, कच्चे इस्पात को अधिक व्यावहारिक रूप में परिवर्तित किया जाता है। इसके बाद, पाइप एक सतत या अर्धनिरंतर उत्पादन लाइन पर बनता है। अंत में, ग्राहक की जरूरतों को पूरा करने के लिए पाइप को काटा और संशोधित किया जाता है।

सीमलेस पाइप का निर्माण एक ऐसी प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है जो एक ठोस बिलेट को गर्म करके एक बेलनाकार आकार में ढालता है और फिर इसे तब तक रोल करता है जब तक कि यह खिंचकर खोखला न हो जाए। चूँकि खोखला केंद्र अनियमित आकार का होता है, एक गोली के आकार का छेदक बिंदु बिलेट को घुमाते समय उसके बीच में धकेल दिया जाता है।
उत्पादन भूल गया

1. पिघला हुआ स्टील लौह अयस्क और कोक (एक कार्बन युक्त पदार्थ जो तब बनता है जब कोयले को हवा की अनुपस्थिति में गर्म किया जाता है) को भट्टी में पिघलाकर, फिर तरल में ऑक्सीजन को विस्फोटित करके अधिकांश कार्बन को हटाकर बनाया जाता है। फिर पिघले हुए स्टील को बड़े, मोटी दीवार वाले लोहे के सांचों में डाला जाता है, जहां यह ठंडा होकर सिल्लियां बन जाता है।

2. प्लेट और शीट जैसे सपाट उत्पाद, या बार और छड़ जैसे लंबे उत्पाद बनाने के लिए, भारी दबाव के तहत बड़े रोलर्स के बीच सिल्लियों को आकार दिया जाता है। फूल और स्लैब का निर्माण होता है

3. फूल पैदा करने के लिए, पिंड को नालीदार स्टील रोलर्स की एक जोड़ी के माध्यम से पारित किया जाता है जो स्टैक्ड होते हैं। इस प्रकार के रोलर्स को "टू-हाई मिल्स" कहा जाता है। कुछ मामलों में, तीन रोलर्स का उपयोग किया जाता है। रोलर्स को इस प्रकार लगाया जाता है कि उनके खांचे एक-दूसरे से मेल खाते हों और वे विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ें। इस क्रिया के कारण स्टील को निचोड़ा जाता है और पतले, लंबे टुकड़ों में खींचा जाता है। जब मानव ऑपरेटर द्वारा रोलर्स को उलट दिया जाता है, तो स्टील को पतला और लंबा बनाकर वापस खींच लिया जाता है। यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक स्टील वांछित आकार प्राप्त नहीं कर लेता। इस प्रक्रिया के दौरान, मैनिपुलेटर्स नामक मशीनें स्टील को पलट देती हैं ताकि प्रत्येक पक्ष समान रूप से संसाधित हो।

4. सिल्लियों को ब्लूम बनाने की प्रक्रिया के समान प्रक्रिया में स्लैब में भी रोल किया जा सकता है। स्टील को स्टैक्ड रोलर्स की एक जोड़ी के माध्यम से पारित किया जाता है जो इसे खींचता है। हालाँकि, स्लैब की चौड़ाई को नियंत्रित करने के लिए किनारे पर रोलर भी लगे होते हैं। जब स्टील वांछित आकार प्राप्त कर लेता है, तो असमान सिरे काट दिए जाते हैं और स्लैब या ब्लूम को छोटे टुकड़ों में काट दिया जाता है। आगे की प्रक्रिया

5. ब्लूम को पाइप बनाने से पहले आम तौर पर आगे संसाधित किया जाता है। फूलों को अधिक रोलिंग उपकरणों के माध्यम से डालकर बिलेट्स में परिवर्तित किया जाता है जो उन्हें लंबा और अधिक संकीर्ण बनाते हैं। बिलेट्स को फ्लाइंग शीयर नामक उपकरणों द्वारा काटा जाता है। ये समकालिक कैंची की एक जोड़ी है जो चलती बिलेट के साथ दौड़ती है और इसे काटती है। यह विनिर्माण प्रक्रिया को रोके बिना कुशल कटौती की अनुमति देता है। ये बिलेट्स ढेर हो गए हैं और अंततः सीमलेस पाइप बन जाएंगे।

6. स्लैब पर भी दोबारा काम किया जाता है। उन्हें लचीला बनाने के लिए, उन्हें पहले 2,200° F (1,204° C) तक गर्म किया जाता है। इससे स्लैब की सतह पर ऑक्साइड कोटिंग बन जाती है। इस कोटिंग को स्केल ब्रेकर और उच्च दबाव वाले पानी के स्प्रे से तोड़ दिया जाता है। फिर स्लैब को गर्म मिल पर रोलर्स की एक श्रृंखला के माध्यम से भेजा जाता है और स्टील की पतली संकीर्ण पट्टियों में बनाया जाता है जिसे स्केल्प कहा जाता है। यह मिल आधा मील तक लम्बी हो सकती है। जैसे-जैसे स्लैब रोलर्स से गुजरते हैं, वे पतले और लंबे होते जाते हैं। लगभग तीन मिनट के दौरान एक एकल स्लैब को स्टील के 6 इंच (15.2 सेमी) मोटे टुकड़े से एक पतली स्टील रिबन में परिवर्तित किया जा सकता है जो एक चौथाई मील लंबा हो सकता है।

7. खींचने के बाद स्टील का अचार बनाया जाता है. इस प्रक्रिया में इसे टैंकों की एक श्रृंखला के माध्यम से चलाना शामिल है जिसमें धातु को साफ करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड होता है। ख़त्म करने के लिए, इसे ठंडे और गर्म पानी से धोया जाता है, सुखाया जाता है और फिर बड़े स्पूल पर लपेटा जाता है और पाइप बनाने की सुविधा में परिवहन के लिए पैक किया जाता है। पाइप बनाना

8. पाइप बनाने के लिए स्केल्प और बिलेट्स दोनों का उपयोग किया जाता है। स्कैल्प को वेल्डेड पाइप में बनाया जाता है। इसे सबसे पहले एक अनवाइंडिंग मशीन पर रखा जाता है। जैसे ही स्टील का स्पूल खुला होता है, उसे गर्म किया जाता है। फिर स्टील को ग्रूव्ड रोलर्स की एक श्रृंखला से गुजारा जाता है। जैसे-जैसे यह गुजरता है, रोलर्स स्कैलप के किनारों को एक साथ मोड़ने का कारण बनते हैं। यह एक अनवेल्डेड पाइप बनाता है।

9. स्टील अगला वेल्डिंग इलेक्ट्रोड से गुजरता है। ये उपकरण पाइप के दोनों सिरों को एक साथ सील कर देते हैं। फिर वेल्डेड सीम को एक उच्च दबाव रोलर के माध्यम से पारित किया जाता है जो एक तंग वेल्ड बनाने में मदद करता है। फिर पाइप को वांछित लंबाई में काटा जाता है और आगे की प्रक्रिया के लिए स्टैक किया जाता है। वेल्डेड स्टील पाइप एक सतत प्रक्रिया है और पाइप के आकार के आधार पर, इसे प्रति मिनट 1,100 फीट (335.3 मीटर) जितनी तेजी से बनाया जा सकता है।

10. जब सीमलेस पाइप की आवश्यकता होती है, तो उत्पादन के लिए वर्गाकार बिलेट्स का उपयोग किया जाता है। इन्हें गर्म करके बेलन का आकार दिया जाता है, जिसे गोल भी कहा जाता है। फिर गोल को भट्टी में डाल दिया जाता है जहां इसे सफेद-गर्म गर्म किया जाता है। फिर गर्म किये गये गोले को बड़े दबाव के साथ घुमाया जाता है। इस उच्च दबाव रोलिंग के कारण बिलेट खिंच जाता है और केंद्र में एक छेद बन जाता है। चूंकि यह छेद अनियमित आकार का है, इसलिए बिलेट को घुमाते समय एक गोली के आकार का छेदक बिंदु बिलेट के बीच में धकेल दिया जाता है। छेदन चरण के बाद, पाइप अभी भी अनियमित मोटाई और आकार का हो सकता है। इसे ठीक करने के लिए इसे रोलिंग मिलों की एक और श्रृंखला से गुजारा जाता है। अंतिम प्रसंस्करण

11. किसी भी प्रकार के पाइप बनने के बाद, उन्हें स्ट्रेटनिंग मशीन के माध्यम से डाला जा सकता है। उनमें जोड़ भी लगाए जा सकते हैं ताकि पाइप के दो या दो से अधिक टुकड़े जोड़े जा सकें। छोटे व्यास वाले पाइपों के लिए सबसे आम प्रकार का जोड़ थ्रेडिंग है - तंग खांचे जो पाइप के अंत में काटे जाते हैं। पाइपों को मापने वाली मशीन के माध्यम से भी भेजा जाता है। अन्य गुणवत्ता नियंत्रण डेटा के साथ यह जानकारी स्वचालित रूप से पाइप पर स्टेंसिल हो जाती है। फिर पाइप पर सुरक्षात्मक तेल की हल्की कोटिंग छिड़की जाती है। अधिकांश पाइपों को आमतौर पर जंग लगने से बचाने के लिए उपचारित किया जाता है। यह इसे गैल्वनाइज करके या इस पर जिंक की परत चढ़ाकर किया जाता है। पाइप के उपयोग के आधार पर, अन्य पेंट या कोटिंग्स का उपयोग किया जा सकता है।

गुणवत्ता नियंत्रण

यह सुनिश्चित करने के लिए कई तरह के उपाय किए जाते हैं कि तैयार स्टील पाइप विनिर्देशों को पूरा करता है। उदाहरण के लिए, एक्स-रे गेज का उपयोग स्टील की मोटाई को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। गेज दो एक्स किरणों का उपयोग करके काम करते हैं। एक किरण ज्ञात मोटाई के स्टील पर निर्देशित होती है। दूसरा उत्पादन लाइन पर गुजरने वाले स्टील पर निर्देशित है। यदि दो किरणों के बीच कोई भिन्नता है, तो क्षतिपूर्ति के लिए गेज स्वचालित रूप से रोलर्स का आकार बदलने को ट्रिगर करेगा।

प्रक्रिया के अंत में दोषों के लिए पाइपों का भी निरीक्षण किया जाता है। पाइप का परीक्षण करने का एक तरीका एक विशेष मशीन का उपयोग करना है। यह मशीन पाइप में पानी भरती है और फिर यह देखने के लिए दबाव बढ़ाती है कि यह पकड़ में है या नहीं। ख़राब पाइपों को स्क्रैप के लिए लौटा दिया जाता है।