Čelične cijevisu dugačke, šuplje cijevi koje se koriste u razne svrhe. Proizvode se pomoću dvije različite metode koje rezultiraju ili zavarenom ili bešavnom cijevi. U obje metode, sirovi čelik se prvo lijeva u obradiviji početni oblik. Zatim se izrađuje u cijev rastezanjem čelika u bešavnu cijev ili spajanjem rubova i spajanjem zavarenim spojem. Prve metode za proizvodnju čeličnih cijevi uvedene su u ranim 1800-ima, i one su se stalno razvijale u moderne procese koje koristimo danas. Svake godine proizvedu se milijuni tona čeličnih cijevi. Njegova svestranost čini ga najčešće korištenim proizvodom u industriji čelika.
Povijest
Ljudi koriste lule tisućama godina. Možda su je prvi put koristili drevni zemljoradnici koji su vodu iz potoka i rijeka preusmjeravali u svoja polja. Arheološki dokazi upućuju na to da su Kinezi koristili cijevi od trske za transport vode na željena mjesta već 2000. godine prije Krista Otkrivene su glinene cijevi koje su koristile druge drevne civilizacije. Tijekom prvog stoljeća nove ere konstruirane su prve olovne cijevi u Europi. U tropskim zemljama bambusove cijevi su se koristile za transport vode. Kolonijalni Amerikanci koristili su drvo za sličnu svrhu. Godine 1652. napravljen je prvi vodovod u Bostonu pomoću šupljih balvana.
Zavarena cijev se oblikuje valjanjem čeličnih traka kroz niz užljebljenih valjaka koji oblikuju materijal u kružni oblik. Zatim, nezavarena cijev prolazi elektrodama za zavarivanje. Ovi uređaji spajaju dva kraja cijevi.
Već 1840. godine željezari su već mogli proizvoditi bešavne cijevi. U jednoj metodi, rupa je izbušena kroz čvrstu metalnu okruglu gredicu. Gredica je zatim zagrijavana i provučena kroz niz matrica koje su je izduživale u obliku cijevi. Ova metoda je bila neučinkovita jer je bilo teško izbušiti rupu u sredini. To je rezultiralo neravnom cijevi s jednom stranom debljom od druge. Godine 1888., poboljšana metoda je dobila patent. U ovom procesu čvrsti dio je izliven oko jezgre od vatrostalne opeke. Kad se ohladila, cigla je uklonjena ostavljajući rupu u sredini. Od tada su nove tehnike valjka zamijenile ove metode.
Dizajn
Postoje dvije vrste čeličnih cijevi, jedna je bešavna, a druga ima jedan zavareni šav duž svoje duljine. Oba imaju različite namjene. Bešavne cijevi obično su lakše i imaju tanje stijenke. Koriste se za bicikle i prijevoz tekućina. Šavne cijevi su teže i čvršće. Imaju bolju konzistenciju i obično su ravniji. Koriste se za stvari kao što su transport plina, električni vodovi i vodovod. Obično se koriste u slučajevima kada cijev nije izložena velikom stupnju opterećenja.
Sirovine
Primarna sirovina u proizvodnji cijevi je čelik. Čelik se prvenstveno sastoji od željeza. Drugi metali koji mogu biti prisutni u leguri uključuju aluminij, mangan, titan, volfram, vanadij i cirkonij. Tijekom proizvodnje ponekad se koriste neki završni materijali. Na primjer, boja može biti.
Bešavne cijevi proizvode se postupkom koji zagrijava i oblikuje čvrstu gredicu u cilindrični oblik, a zatim je valja dok se ne razvuče i izdubi. Budući da je izdubljeno središte nepravilnog oblika, vrh bušilice u obliku metka gura se kroz sredinu trupca dok se kotrlja. Bešavna cijev proizvodi se postupkom koji zagrijava i oblikuje čvrstu trupac u cilindrični oblik i zatim ga valja. dok se ne razvuče i izdubi. Budući da je izdubljeno središte nepravilnog oblika, vrh bušilice u obliku metka gura se kroz sredinu trupca dok se kotrlja. Koristi se ako je cijev presvučena. Obično se mala količina ulja nanosi na čelične cijevi na kraju proizvodne linije. To pomaže u zaštiti cijevi. Iako zapravo nije dio gotovog proizvoda, sumporna kiselina se koristi u jednom koraku proizvodnje za čišćenje cijevi.
Proces proizvodnje
Čelične cijevi izrađuju se pomoću dva različita procesa. Ukupna proizvodna metoda za oba procesa uključuje tri koraka. Prvo, sirovi čelik se pretvara u oblik koji je lakši za obradu. Zatim se cijev oblikuje na kontinuiranoj ili polukontinuiranoj proizvodnoj liniji. Na kraju se cijev reže i modificira kako bi zadovoljila potrebe kupca.
Bešavne cijevi proizvode se postupkom koji zagrijava i oblikuje čvrstu gredicu u cilindrični oblik, a zatim je valja dok se ne razvuče i izdubi. Budući da je izdubljeno središte nepravilnog oblika, vrh bušilice u obliku metka gura se kroz sredinu trupca dok se kotrlja.
Proizvodnja ingota
1. Rastaljeni čelik proizvodi se taljenjem željezne rude i koksa (tvar bogata ugljikom koja nastaje kada se ugljen zagrijava u odsutnosti zraka) u peći, zatim uklanjanjem većine ugljika ispuštanjem kisika u tekućinu. Rastaljeni čelik se zatim izlijeva u velike željezne kalupe debelih stijenki, gdje se hladi u poluge.
2. Kako bi se oblikovali ravni proizvodi kao što su ploče i limovi, ili dugi proizvodi kao što su poluge i poluge, ingoti se oblikuju između velikih valjaka pod ogromnim pritiskom. Proizvodnja cvjetova i ploča
3. Da bi se proizveo bloom, ingot prolazi kroz par čeličnih valjaka s utorima koji su naslagani. Ove vrste valjaka nazivaju se "mlinovi s dvije visine". U nekim slučajevima koriste se tri valjka. Valjci su postavljeni tako da se njihovi žljebovi podudaraju, a kreću se u suprotnim smjerovima. Ova radnja uzrokuje stiskanje i istezanje čelika u tanje, duže komade. Kada ljudski operater okrene valjke, čelik se povlači unatrag čineći ga tanjim i dužim. Ovaj postupak se ponavlja sve dok čelik ne postigne željeni oblik. Tijekom ovog procesa, strojevi koji se nazivaju manipulatori okreću čelik tako da se svaka strana ravnomjerno obrađuje.
4. Ingoti se također mogu valjati u ploče u procesu koji je sličan procesu izrade blooma. Čelik prolazi kroz par naslaganih valjaka koji ga rastežu. Međutim, postoje i valjci postavljeni sa strane za kontrolu širine ploča. Kada čelik poprimi željeni oblik, neravni krajevi se odrežu, a ploče ili pločice se režu na kraće komade. Daljnja obrada
5. Bloomovi se obično dodatno obrađuju prije nego se od njih naprave lule. Cvjetovi se pretvaraju u gredice tako što se provlače kroz više naprava za kotrljanje koje ih čine dužima i užima. Gredice se režu uređajima poznatim kao leteće škare. Ovo su par sinkroniziranih škara koje jure zajedno s pokretnom gredicom i režu je. To omogućuje učinkovite rezove bez zaustavljanja procesa proizvodnje. Ove gredice su složene i na kraju će postati bešavne cijevi.
6. Ploče su također prerađene. Da bi postali savitljivi, prvo se zagrijavaju na 2200° F (1204° C). To uzrokuje stvaranje oksidnog sloja na površini ploče. Ova se prevlaka skida razbijačem kamenca i raspršenom vodom pod visokim pritiskom. Ploče se zatim šalju kroz niz valjaka na vrućem mlinu i prave se u tanke uske trake čelika koje se nazivaju skelp. Ovaj mlin može biti dug i pola milje. Kako ploče prolaze kroz valjke, postaju tanje i duže. Tijekom otprilike tri minute jedna se ploča može pretvoriti iz komada čelika debljine 6 inča (15,2 cm) u tanku čeličnu vrpcu koja može biti dugačka četvrt milje.
7. Nakon rastezanja čelik se dekapira. Ovaj proces uključuje prolazak kroz niz spremnika koji sadrže sumpornu kiselinu za čišćenje metala. Za završetak ispire se hladnom i vrućom vodom, suši, a zatim se smota na velike kolute i pakira za prijevoz u pogon za izradu cijevi. Izrada cijevi
8. I skelp i gredice koriste se za izradu lula. Skelp se izrađuje u zavarene cijevi. Prvo se stavlja na stroj za odmotavanje. Dok se čelični kalem odmotava, zagrijava se. Čelik se zatim propušta kroz niz valjaka s utorima. Dok prolazi pokraj njih, valjci uzrokuju da se rubovi kosture savijaju zajedno. Time se formira nezavarena cijev.
9. Čelik zatim prolazi elektrodama za zavarivanje. Ovi uređaji spajaju dva kraja cijevi. Zavareni šav zatim prolazi kroz visokotlačni valjak koji pomaže u stvaranju čvrstog zavara. Cijev se zatim reže na željenu duljinu i slaže za daljnju obradu. Zavarena čelična cijev kontinuirani je proces i ovisno o veličini cijevi, može se izraditi brzinom od 1100 stopa (335,3 m) u minuti.
10. Kada je potrebna bešavna cijev, za proizvodnju se koriste kvadratne gredice. Zagrijavaju se i oblikuju u obliku cilindra, koji se također naziva okruglim. Krug se zatim stavlja u peć gdje se zagrijava do bijele boje. Zagrijani krug se zatim valja uz veliki pritisak. Ovo visokotlačno valjanje uzrokuje rastezanje gredice i stvaranje rupe u sredini. Budući da je ova rupa nepravilnog oblika, vrh bušilice u obliku metka gura se kroz sredinu trupca dok se kotrlja. Nakon faze bušenja, cijev još uvijek može biti nepravilne debljine i oblika. Da bi se to ispravilo, prolazi kroz drugu seriju valjaonica. Završna obrada
11. Nakon što je bilo koji tip cijevi napravljen, može se proći kroz stroj za ravnanje. Također mogu biti opremljeni spojevima tako da se mogu spojiti dva ili više komada cijevi. Najčešća vrsta spoja za cijevi s manjim promjerima je navoj - čvrsti utori koji se urežu na kraju cijevi. Cijevi se također šalju kroz mjerni stroj. Ove informacije zajedno s drugim podacima o kontroli kvalitete automatski se šablonski iscrtavaju na cijevi. Zatim se cijev poprska blagim slojem zaštitnog ulja. Većina cijevi obično se tretira kako bi se spriječilo hrđanje. To se postiže pocinčavanjem ili presvlačenjem cinkom. Ovisno o namjeni cijevi, mogu se koristiti i druge boje ili premazi.
Kontrola kvalitete
Poduzimaju se razne mjere kako bi se osiguralo da gotova čelična cijev zadovoljava specifikacije. Na primjer, rendgenski mjerači koriste se za reguliranje debljine čelika. Mjerači rade pomoću dvije x zrake. Jedna zraka je usmjerena na čelik poznate debljine. Drugi je usmjeren na čelik koji prolazi proizvodnom trakom. Ako postoji bilo kakva razlika između dviju zraka, mjerač će automatski pokrenuti promjenu veličine valjaka radi kompenzacije.
Cijevi se također pregledavaju na nedostatke na kraju procesa. Jedna od metoda ispitivanja cijevi je korištenje posebnog stroja. Ovaj stroj puni cijev vodom i zatim povećava tlak da vidi hoće li izdržati. Neispravne cijevi se vraćaju u otpad.