Acél csövekhosszú, üreges csövek, amelyeket különféle célokra használnak. Két különböző módszerrel gyártják őket, amelyek hegesztett vagy varrat nélküli csövet eredményeznek. Mindkét módszernél a nyers acélt először egy megmunkálhatóbb kiindulási formába öntik. Ezt követően az acélt varrat nélküli csővé nyújtva, vagy az éleket összenyomva és hegesztéssel lezárva csővé alakítják. Az acélcsövek előállításának első módszereit az 1800-as évek elején vezették be, és ezek folyamatosan fejlődtek a ma használt modern eljárásokká. Évente több millió tonna acélcsövet gyártanak. Sokoldalúsága az acélipar leggyakrabban használt termékévé teszi.
Történelem
Az emberek évezredek óta használnak csöveket. Talán az ókori földművesek használták először, akik patakokból és folyókból terelték a vizet a szántóikba. A régészeti bizonyítékok arra utalnak, hogy a kínaiak nádcsövet használtak a víz kívánt helyekre szállítására már Kr.e. 2000-ben. Agyagcsöveket fedeztek fel, amelyeket más ősi civilizációk is használtak. A Krisztus utáni első században megépültek az első ólomcsövek Európában. A trópusi országokban bambuszcsöveket használtak a víz szállítására. A gyarmati amerikaiak fát használtak hasonló célra. 1652-ben Bostonban megépült az első vízmű üreges rönkök felhasználásával.
A hegesztett csövet úgy alakítják ki, hogy acélszalagokat hornyolt hengereken keresztül hengerelnek, amelyek kör alakúvá formálják az anyagot. Ezután a nem hegesztett cső áthalad a hegesztőelektródákon. Ezek az eszközök egymáshoz tömítik a cső két végét.
A vasmunkások már 1840-ben is tudtak varrat nélküli csöveket gyártani. Az egyik módszer szerint egy lyukat fúrtak át egy tömör fém, kerek tuskón. A tuskót ezután felmelegítették, és egy sor szerszámon keresztül húzták, amelyek meghosszabbították, hogy egy csövet alakítsanak ki. Ez a módszer nem volt hatékony, mert nehéz volt a lyukat a közepén fúrni. Ez egyenetlen csövet eredményezett, amelynek egyik oldala vastagabb volt, mint a másik. 1888-ban egy továbbfejlesztett módszert szabadalmaztattak. Ebben a folyamatban a szilárd tömböt egy tűzálló téglamag köré öntötték. Amikor kihűlt, a téglát eltávolították, és egy lyukat hagytak a közepén. Azóta új görgős technikák váltották fel ezeket a módszereket.
Tervezés
Kétféle acélcső létezik, az egyik varrat nélküli, a másik pedig egyetlen hegesztett varrattal rendelkezik a hosszában. Mindkettőnek más a felhasználása. A varrat nélküli csövek általában könnyebbek, és vékonyabbak a falak. Kerékpárhoz és folyadékszállításhoz használják. A varrott csövek nehezebbek és merevebbek. A konzisztencia jobb, és általában egyenesebbek. Olyan dolgokhoz használják őket, mint például a gázszállítás, az elektromos vezetékek és a vízvezetékek. Jellemzően olyan esetekben használják őket, amikor a cső nincs nagy igénybevételnek kitéve.
Nyersanyagok
A csőgyártás elsődleges nyersanyaga az acél. Az acél elsősorban vasból áll. Az ötvözetben előforduló egyéb fémek közé tartozik az alumínium, a mangán, a titán, a volfrám, a vanádium és a cirkónium. A gyártás során néha felhasználnak bizonyos befejező anyagokat. Például festék lehet.
A varrat nélküli csövet olyan eljárással állítják elő, amely egy szilárd tuskót hengeres formára melegít és formáz, majd addig görgeti, amíg meg nem nyújtják és ki nem üregszik. Mivel az üreges közepe szabálytalan alakú, egy golyó alakú lyukasztóhegyet nyomnak át a tuskó közepén, miközben azt hengereljük. A varrat nélküli csövet olyan eljárással állítják elő, amely egy szilárd tuskót hengeres formára melegít és formáz, majd feltekerteti. amíg ki nem nyúlik és ki nem vájt. Mivel az üreges közepe szabálytalan alakú, egy golyó alakú lyukasztóhegyet nyomnak át a tuskó közepén, miközben azt hengereljük. Ha a cső bevont, akkor használjuk. A gyártósor végén jellemzően kis mennyiségű olajat visznek fel az acélcsövekre. Ez segít megvédeni a csövet. Bár valójában nem része a készterméknek, a kénsavat egy gyártási lépésben használják a cső tisztítására.
A gyártási folyamat
Az acélcsövek két különböző eljárással készülnek. Mindkét folyamat általános gyártási módszere három lépésből áll. Először is a nyers acélt feldolgozhatóbb formává alakítják. Ezt követően a csövet folyamatos vagy félfolyamatos gyártósoron alakítják ki. Végül a csövet levágják és módosítják, hogy megfeleljen az ügyfél igényeinek.
A varrat nélküli csövet olyan eljárással állítják elő, amely egy szilárd tuskót hengeres formára melegít és formáz, majd addig görgeti, amíg meg nem nyújtják és ki nem üregszik. Mivel az üreges közepe szabálytalan alakú, egy golyó alakú átszúrópontot nyomnak át a tuskó közepén, miközben azt hengereljük.
Rúdgyártás
1. Az olvadt acélt vasérc és koksz (szénben gazdag anyag, amely akkor keletkezik, amikor a szenet levegő hiányában hevítik) kemencében megolvasztják, majd oxigént a folyadékba fújva eltávolítják a szén nagy részét. Az olvadt acélt ezután nagy, vastag falú vasformákba öntik, ahol tuskóvá hűl.
2. Lapos termékek, például lemezek és lemezek, vagy hosszú termékek, például rudak és rudak kialakításához a bugákat hatalmas nyomás hatására nagy hengerek között alakítják ki.
3. A virágzáshoz a tuskót egy pár hornyolt acélgörgőn vezetik át, amelyek egymásra vannak helyezve. Az ilyen típusú hengereket „kétmagas malomoknak” nevezik. Egyes esetekben három görgőt használnak. A görgők úgy vannak felszerelve, hogy hornyaik egybeessenek, és ellenkező irányban mozognak. Ez a művelet azt okozza, hogy az acél összenyomódik és vékonyabb, hosszabb darabokra nyúlik. Amikor az emberi kezelő megfordítja a görgőket, az acél visszahúzódik, így vékonyabb és hosszabb lesz. Ezt a folyamatot addig ismételjük, amíg az acél el nem éri a kívánt formát. A folyamat során a manipulátoroknak nevezett gépek megfordítják az acélt úgy, hogy mindkét oldal egyenletesen kerül feldolgozásra.
4. A tuskákat a virágzási folyamathoz hasonló eljárással lapokká is lehet hengerelni. Az acélt egy pár egymásra helyezett hengeren vezetik át, amelyek megfeszítik. Vannak azonban az oldalra szerelt görgők is, amelyek a födémek szélességét szabályozzák. Amikor az acél elnyeri a kívánt formát, az egyenetlen végeket levágják, és a táblákat vagy virágokat rövidebb darabokra vágják. További feldolgozás
5. A virágokat általában tovább dolgozzák fel, mielőtt csöveket készítenek belőlük. A virágokat úgy alakítják át, hogy több gördülő szerkezeten keresztül helyezik el őket, ami hosszabbá és keskenyebbé teszi őket. A tuskót repülő ollóknak nevezett eszközök vágják. Ez egy szinkronizált olló, amely a mozgó tuskóval együtt versenyez és vágja azt. Ez hatékony vágást tesz lehetővé a gyártási folyamat leállítása nélkül. Ezek a tuskók egymásra vannak rakva, és végül varrat nélküli csővé válnak.
6. A födémeket is átdolgozzuk. Ahhoz, hogy képlékenyek legyenek, először 2200°F-ra (1204°C) hevítik. Emiatt oxidos bevonat képződik a födém felületén. Ezt a bevonatot vízkőtörővel és nagynyomású vízpermettel törik le. A lemezeket ezután hengersorozaton keresztül forró malomban továbbítják, és vékony, keskeny acélcsíkokat készítenek, amelyeket skelpnek neveznek. Ez a malom akár fél mérföld hosszú is lehet. Ahogy a lapok áthaladnak a hengereken, vékonyabbak és hosszabbak lesznek. Körülbelül három perc leforgása alatt egyetlen födém 15,2 cm vastag acéldarabból vékony acélszalaggá alakítható, amely akár negyed mérföld hosszú is lehet.
7. Nyújtás után az acélt pácoljuk. Ez a folyamat magában foglalja egy sor kénsavat tartalmazó tartályon a fém tisztítására. Befejezésül hideg és meleg vízzel leöblítik, megszárítják, majd nagy orsókra tekerik, és becsomagolják, hogy egy csőgyártó létesítménybe szállítsák. Csőgyártás
8. Csövek készítéséhez hornyot és tuskót is használnak. A Skelpből hegesztett cső készül. Először letekercselő gépre helyezik. Ahogy az acélorsót letekerjük, felmelegszik. Ezután az acélt egy sor hornyolt hengeren vezetik át. Ahogy elhalad mellette, a görgők hatására a szálka szélei összekunkorodnak. Ez egy nem hegesztett csövet képez.
9. Az acél ezután hegesztőelektródák mellett halad el. Ezek az eszközök egymáshoz tömítik a cső két végét. A hegesztett varrat ezután egy nagynyomású hengeren halad keresztül, amely elősegíti a szoros hegesztést. Ezután a csövet a kívánt hosszúságúra vágják, és egymásra rakják a további feldolgozáshoz. A hegesztett acélcső folyamatos folyamat, és a cső méretétől függően akár 335,3 m/perc sebességgel is elkészíthető.
10. Ha varrat nélküli csőre van szükség, négyzet alakú tuskót használnak a gyártáshoz. Melegítik és formázzák őket, hogy henger alakúak legyenek, amelyet kereknek is neveznek. A kört ezután kemencébe teszik, ahol fehéren melegítik. A felhevített kört ezután nagy nyomással feltekerjük. Ez a nagynyomású hengerlés hatására a tuskó kinyúlik, és lyuk képződik a közepén. Mivel ez a lyuk szabálytalan alakú, egy golyó alakú átszúrópontot nyomunk át a tuskó közepén, miközben azt hengereljük. A lyukasztási szakasz után a cső még mindig szabálytalan vastagságú és alakú lehet. Ennek kijavítására egy másik hengerműsoron vezetik át.Végső feldolgozás
11. Bármelyik típusú csövek elkészítése után egyengetőgépen átvezethetők. Csatlakozásokkal is felszerelhetők, így két vagy több csődarab csatlakoztatható. A kisebb átmérőjű csövek leggyakoribb illesztési típusa a menetes – szoros hornyok, amelyeket a cső végébe vágnak. A csöveket egy mérőgépen keresztül is továbbítják. Ez az információ más minőség-ellenőrzési adatokkal együtt automatikusan sablonba kerül a csőre. A csövet ezután könnyű védőolaj-bevonattal permetezzük be. A legtöbb csövet általában kezelik, hogy megakadályozzák a rozsdásodást. Ez galvanizálással vagy cink bevonattal történik. A cső használatától függően más festékek vagy bevonatok is használhatók.
Minőségellenőrzés
Különféle intézkedéseket tesznek annak biztosítására, hogy a kész acélcső megfeleljen az előírásoknak. Például röntgenmérőket használnak az acél vastagságának szabályozására. A műszerek két röntgensugár felhasználásával működnek. Az egyik sugár egy ismert vastagságú acélra irányul. A másik a gyártósoron áthaladó acélra irányul. Ha bármilyen eltérés van a két sugár között, a mérőműszer automatikusan elindítja a görgők átméretezését a kompenzáció érdekében.
A folyamat végén a csöveket is ellenőrizni kell, hogy nincsenek-e hibák. A cső tesztelésének egyik módja egy speciális gép használata. Ez a gép megtölti a csövet vízzel, majd növeli a nyomást, hogy lássa, tart-e. A hibás csöveket selejtezésre visszaküldik.