I tubi in acciaio sono lunghi tubi cavi che vengono utilizzati per una varietà di scopi. Sono prodotti da due metodi distinti che si traducono in un tubo saldato o senza soluzione di continuità. In entrambi i metodi, l'acciaio grezzo viene prima lanciato in una forma di partenza più praticabile. Viene quindi trasformato in un tubo allungando l'acciaio in un tubo senza soluzione di continuità o forzando i bordi e sigillandoli con una saldatura. I primi metodi per produrre tubi in acciaio furono introdotti nei primi anni del 1800 e si sono evoluti costantemente nei moderni processi che usiamo oggi. Ogni anno vengono prodotti milioni di tonnellate di tubi in acciaio. La sua versatilità lo rende il prodotto più spesso utilizzato prodotto dall'industria siderurgica.
Storia
Le persone hanno usato tubi per migliaia di anni. Forse il primo utilizzo fu degli antichi agricoltori che deviarono l'acqua da corsi d'acqua e fiumi nei loro campi. Le prove archeologiche suggeriscono che i cinesi hanno usato il tubo di canna per trasportare acqua in luoghi desiderati già nel 2000 a.C. tubi di argilla che sono stati scoperti da altre antiche civiltà. Durante il primo secolo d.C., i primi tubi di piombo furono costruiti in Europa. Nei paesi tropicali, i tubi di bambù venivano usati per trasportare acqua. Gli americani coloniali hanno usato il legno per uno scopo simile. Nel 1652, il primo waterworks fu realizzato a Boston usando tronchi cavi.
Il tubo saldato è formato da strisce in acciaio rotanti attraverso una serie di rulli scanalati che modellano il materiale a forma circolare. Successivamente, il tubo non intatto passa per saldatura elettrodi. Questi dispositivi sigillano insieme le due estremità del tubo.
Già nel 1840, i lavoratori di ferro potevano già produrre tubi senza soluzione di continuità. In un metodo, un foro è stato perforato attraverso una billetta rotonda in metallo solido. La billetta è stata quindi riscaldata e disegnata attraverso una serie di stampi che la allungavano per formare un tubo. Questo metodo era inefficiente perché era difficile perforare il buco al centro. Ciò ha provocato un tubo irregolare con un lato più spesso dell'altro. Nel 1888, un metodo migliorato ricevette un brevetto. In questo processo la solida fatturata è stata lanciata attorno a un nucleo di mattoni ignifughi. Quando è stato raffreddato, il mattone è stato rimosso lasciando un buco nel mezzo. Da allora le nuove tecniche di rullo hanno sostituito questi metodi.
Progetto
Esistono due tipi di tubi in acciaio, uno è senza soluzione di continuità e un altro ha una singola cucitura saldata lungo la sua lunghezza. Entrambi hanno usi diversi. I tubi senza soluzione di continuità sono in genere più leggeri e hanno pareti più sottili. Sono usati per le biciclette e il trasporto di liquidi. I tubi cuciti sono più pesanti e più rigidi. Hanno una migliore coerenza e sono in genere più dritti. Sono usati per cose come il trasporto di gas, il condotto elettrico e l'impianto idraulico. In genere, vengono utilizzati nei casi in cui il tubo non viene messo sotto un alto grado di stress.
Materie prime
La materia prima primaria nella produzione di tubi è l'acciaio. L'acciaio è composto principalmente da ferro. Altri metalli che possono essere presenti in lega includono alluminio, manganese, titanio, tungsteno, vanadio e zirconio. Alcuni materiali di finitura vengono talvolta utilizzati durante la produzione. Ad esempio, la vernice può essere.
Il tubo senza soluzione di continuità viene prodotto utilizzando un processo che riscalda e modella una billetta solida in una forma cilindrica e quindi lo arrotola fino a quando non viene allungato e scavato. Poiché il centro vuoto è modellato in modo irregolare, un punto piercer a forma di proiettile viene spinto attraverso il centro della billetta mentre viene arrotolato. Il tubo senza problemi viene prodotto utilizzando un processo che riscalda e modella una billetta solida in una forma cilindrica e quindi rotola fino a quando non è allungato e scavato. Poiché il centro vuoto è a forma di irregolarmente, un punto di piercer a forma di proiettile viene spinto attraverso il centro della billetta mentre viene arrotolato. Utilizzato se il tubo è rivestito. In genere, una leggera quantità di olio viene applicata ai tubi in acciaio alla fine della linea di produzione. Questo aiuta a proteggere il tubo. Sebbene in realtà non faccia parte del prodotto finito, l'acido solforico viene utilizzato in una fase di produzione per pulire il tubo.
Il processo di produzione
I tubi in acciaio sono realizzati da due diversi processi. Il metodo di produzione complessivo per entrambi i processi prevede tre fasi. Innanzitutto, l'acciaio grezzo viene convertito in una forma più praticabile. Successivamente, il tubo si forma su una linea di produzione continua o semicontinua. Infine, il tubo viene tagliato e modificato per soddisfare le esigenze del cliente. Alcuni tubi in acciaio utilizzeràmacchina per taglio laser a tuboal taglio o a scavare il tubo precedente per aumentare la competitiva dei tubi
Il tubo senza soluzione di continuità viene prodotto utilizzando un processo che riscalda e modella una billetta solida in una forma cilindrica e quindi lo arrotola fino a quando non viene allungato e scavato. Poiché il centro vuoto è a forma di irregolarmente, un punto di piercer a forma di proiettile viene spinto attraverso il centro della billetta mentre viene arrotolato.
Produzione di lingotto
1. L'acciaio fuso viene quindi versato in grandi stampi di ferro a parete spessa, dove si raffredda in lingotti.
2. Per formare prodotti piatti come piastre e fogli o prodotti lunghi come barre e canne, i lingotti sono a forma di grandi rulli sotto una pressione enorme.
3. Per produrre una fioritura, il lingotto viene passato attraverso un paio di rulli in acciaio scanalati che sono impilati. Questi tipi di rulli sono chiamati "mulini a due piccoli". In alcuni casi, vengono utilizzati tre rulli. I rulli sono montati in modo che le loro scanalature coincidino e si muovono in direzioni opposte. Questa azione fa sì che l'acciaio venga schiacciato e allungato in pezzi più sottili e più lunghi. Quando i rulli vengono invertiti dall'operatore umano, l'acciaio viene tirato indietro rendendolo più sottile e più lungo. Questo processo viene ripetuto fino a quando l'acciaio non raggiunge la forma desiderata. Durante questo processo, le macchine chiamate manipolatori capovolgono l'acciaio in modo che ogni lato venga elaborato uniformemente.
4. I lingotti possono anche essere arrotolati in lastre in un processo simile al processo di produzione di fioritura. L'acciaio viene passato attraverso un paio di rulli impilati che lo allungano. Tuttavia, ci sono anche rulli montati sul lato per controllare la larghezza delle lastre. Quando l'acciaio acquisisce la forma desiderata, le estremità irregolari vengono tagliate e le lastre o le fioriture vengono tagliate in pezzi più corti.
5. Le fioriture vengono generalmente elaborate ulteriormente prima di essere trasformate in tubi. Le fioriture vengono convertite in billette mettendoli attraverso più dispositivi rotolanti che li rendono più lunghi e più stretti. Le billette sono tagliate da dispositivi noti come cesoie volanti. Questi sono un paio di cesoie sincronizzate che corrono insieme alla billetta in movimento e lo tagliano. Ciò consente tagli efficienti senza interrompere il processo di produzione. Queste billette sono impilate e alla fine diventeranno tubi senza soluzione di continuità.
6. Anche le lastre sono rielaborate. Per renderli malleabili, vengono prima riscaldati a 1.200 ° F (1.204 ° C). Ciò provoca formare un rivestimento di ossido sulla superficie della lastra. Questo rivestimento è interrotto con un interruttore in scala e spray d'acqua ad alta pressione. Le lastre vengono quindi inviate attraverso una serie di rulli su un mulino caldo e trasformate in sottili strisce di acciaio strette chiamate skelp. Questo mulino può essere lungo come mezzo miglio. Mentre le lastre passano attraverso i rulli, diventano più sottili e più lunghi. Nel corso di circa tre minuti una sola lastra può essere convertita da un pezzo di acciaio spesso da 6 pollici (15,2 cm) a un sottile nastro in acciaio che può essere lungo un quarto di miglio.
7. Dopo lo stretching, l'acciaio è sottaceto. Questo processo prevede la gestione attraverso una serie di serbatoi che contengono acido solforico per pulire il metallo. Per finire, è sciacquato con acqua fredda e calda, essiccato e poi arrotolato su bobine di grandi dimensioni e confezionate per il trasporto in una struttura per la creazione di tubi.
8. Sia lo skelp che le billette vengono utilizzati per creare tubi. Skelp è trasformato in tubo saldato. Viene inserito per la prima volta su una macchina da svolgere. Poiché la bobina di acciaio è srotolata, viene riscaldata. L'acciaio viene quindi passato attraverso una serie di rulli scanalati. Mentre passa, i rulli causano il raggruppamento dei bordi dello skelp. Questo forma un tubo non ingannato.
9. L'acciaio successiva passa per saldatura elettrodi. Questi dispositivi sigillano insieme le due estremità del tubo. La cucitura saldata viene quindi passata attraverso un rullo ad alta pressione che aiuta a creare una saldatura stretta. Il tubo viene quindi tagliato a una lunghezza desiderata e impilato per ulteriori elaborazioni. Il tubo in acciaio saldato è un processo continuo e a seconda delle dimensioni del tubo, può essere realizzato velocemente fino a 1.100 piedi (335,3 m) al minuto.
10. Quando è necessario un tubo senza cuciture, le billette quadrate vengono utilizzate per la produzione. Sono riscaldati e modellati per formare una forma del cilindro, anche chiamata round. Il round viene quindi messo in una fornace in cui è caldo caldo. Il round riscaldato viene quindi arrotolato con grande pressione. Questo rotolamento ad alta pressione fa sì che la billetta si allunghi e si formi un foro al centro. Poiché questo buco è a forma di irregolarmente, un punto piercer a forma di proiettile viene spinto attraverso il centro della billetta mentre viene arrotolato. Dopo la fase di piercing, il tubo può essere ancora di spessore e forma irregolari. Per correggere questo viene passato attraverso un'altra serie di rulli. Elaborazione finale
11. Dopo aver realizzato entrambi i tipi di tubo, possono essere messi attraverso una macchina di raddrizzamento. Possono anche essere dotati di giunti in modo che possano essere collegati due o più pezzi di tubo. Il tipo più comune di giunzione per i tubi con diametri più piccoli è la filettatura: scanalature che vengono tagliate all'estremità del tubo. I tubi vengono anche inviati attraverso una macchina di misurazione. Queste informazioni insieme ad altri dati di controllo di qualità vengono automaticamente stanziati sul tubo. Il tubo viene quindi spruzzato con un rivestimento leggero di olio protettivo. La maggior parte dei tubi viene in genere trattata per impedirgli di arrugginirsi. Questo viene fatto galvanizzandolo o dandogli un rivestimento di zinco. A seconda dell'uso del tubo, è possibile utilizzare altre vernici o rivestimenti.
Controllo di qualità
Vengono prese una varietà di misure per garantire che il tubo in acciaio finito soddisfi le specifiche. Ad esempio, gli indicatori a raggi X vengono utilizzati per regolare lo spessore dell'acciaio. Gli indicatori funzionano utilizzando due raggi X. Un raggio è diretto a un acciaio di spessore noto. L'altro è diretto all'acciaio di passaggio sulla linea di produzione. In caso di varianza tra i due raggi, l'indicatore attiverà automaticamente un ridimensionamento dei rulli per compensare.
I tubi vengono anche ispezionati per i difetti alla fine del processo. Un metodo per testare un tubo è utilizzando una macchina speciale. Questa macchina riempie il tubo d'acqua e quindi aumenta la pressione per vedere se vale. I tubi difettosi vengono restituiti per lo scarto.