צינורות פלדההם צינורות ארוכים וחלולים המשמשים למגוון מטרות. הם מיוצרים בשתי שיטות שונות אשר מביאות לצינור מרותך או ללא תפר. בשתי השיטות, פלדה גולמית מיוצקת תחילה לצורת התחלה נוחה יותר לעבודה. לאחר מכן הוא הופך לצינור על ידי מתיחה של הפלדה החוצה לתוך צינור ללא תפר או אילץ הקצוות יחד ואיטום אותם עם ריתוך. השיטות הראשונות לייצור צינור פלדה הוצגו בתחילת המאה ה-19, והן התפתחו בהתמדה לתהליכים המודרניים שאנו משתמשים בהם כיום. בכל שנה מיוצרים מיליוני טונות של צינור פלדה. הרבגוניות שלו הופכת אותו למוצר הנפוץ ביותר המיוצר על ידי תעשיית הפלדה.
הִיסטוֹרִיָה
אנשים השתמשו בצינורות במשך אלפי שנים. אולי השימוש הראשון היה על ידי חקלאים קדומים שהפנו מים מנחלים ונהרות לשדותיהם. עדויות ארכיאולוגיות מצביעות על כך שהסינים השתמשו בצינור קנים להובלת מים למקומות רצויים כבר בשנת 2000 לפני הספירה התגלו צינורות חימר ששימשו תרבויות עתיקות אחרות. במהלך המאה הראשונה לספירה, צינורות העופרת הראשונים נבנו באירופה. במדינות טרופיות, צינורות במבוק שימשו להובלת מים. אמריקאים קולוניאליים השתמשו בעץ למטרה דומה. בשנת 1652, מפעל המים הראשון נוצר בבוסטון באמצעות בולי עץ חלולים.
צינור מרותך נוצר על ידי גלגול רצועות פלדה דרך סדרה של גלילים מחורצים שיוצקים את החומר לצורה מעגלית. לאחר מכן, הצינור הלא מרותך עובר על ידי אלקטרודות ריתוך. התקנים אלה אוטמים את שני קצוות הצינור יחד.
כבר בשנת 1840, עובדי ברזל כבר יכלו לייצר צינורות ללא תפרים. בשיטה אחת, נקדח חור דרך בילט מתכת מוצק ועגול. לאחר מכן, הבילט חומם ונמשך דרך סדרה של מתלים שהאריכו אותו ליצירת צינור. שיטה זו לא הייתה יעילה מכיוון שהיה קשה לקדוח את החור במרכז. זה הביא לצינור לא אחיד שצד אחד עבה מהשני. בשנת 1888, שיטה משופרת זכתה בפטנט. בתהליך זה יצוק הדף המוצק סביב ליבת לבנים חסינת אש. כאשר הוא התקרר, הלבנה הוסרה והותירה חור באמצע. מאז החליפו טכניקות רולר חדשות את השיטות הללו.
לְעַצֵב
ישנם שני סוגים של צינור פלדה, אחד ללא תפר ואחר בעל תפר מרותך יחיד לאורכו. לשניהם שימושים שונים. צינורות ללא תפרים הם בדרך כלל קל משקל יותר, ויש להם קירות דקים יותר. הם משמשים לאופניים ולהובלת נוזלים. צינורות עם תפרים כבדים ונוקשים יותר. יש להם עקביות טובה יותר והם בדרך כלל ישרים יותר. הם משמשים לדברים כמו הובלת גז, צינור חשמל ואינסטלציה. בדרך כלל, הם משמשים במקרים בהם הצינור אינו נתון לרמה גבוהה של לחץ.
חומרי גלם
חומר הגלם העיקרי בייצור צינורות הוא פלדה. פלדה מורכבת בעיקר מברזל. מתכות אחרות שעשויות להיות נוכחות בסגסוגת כוללות אלומיניום, מנגן, טיטניום, טונגסטן, ונדיום וזירקוניום. חלק מחומרי הגמר משמשים לפעמים במהלך הייצור. לדוגמה, צבע עשוי להיות.
צינור ללא תפרים מיוצר בתהליך המחמם וייצוק בילט מוצק לצורה גלילית ולאחר מכן מגלגל אותו עד שהוא נמתח וחולל. מכיוון שהמרכז החלול בצורתו לא סדירה, נקודת חור בצורת כדור נדחפת באמצע הבילט תוך כדי גלגולו. צינור ללא תפרים מיוצר בתהליך המחמם וייצוק בילט מוצק לצורה גלילית ולאחר מכן מגלגל אותו עד שהוא נמתח וחולל. מכיוון שהמרכז החלול בצורתו לא סדירה, נקודת חוקב בצורת כדור נדחפת דרך אמצע הבילט תוך כדי גלגולו. משמשת אם הצינור מצופה. בדרך כלל, כמות קלה של שמן מוחלת על צינורות פלדה בקצה קו הייצור. זה עוזר להגן על הצינור. אמנם זה לא למעשה חלק מהמוצר המוגמר, חומצה גופרתית משמשת בשלב ייצור אחד לניקוי הצינור.
תהליך הייצור
צינורות פלדה מיוצרים בשני תהליכים שונים. שיטת הייצור הכוללת של שני התהליכים כוללת שלושה שלבים. ראשית, פלדה גולמית מומרת לצורה נוחה יותר לעבודה. לאחר מכן, הצינור נוצר על קו ייצור רציף או רציף למחצה. לבסוף, הצינור נחתך ומשתנה בהתאם לצרכי הלקוח.
צינור ללא תפרים מיוצר בתהליך המחמם וייצוק בילט מוצק לצורה גלילית ולאחר מכן מגלגל אותו עד שהוא נמתח וחולל. מכיוון שהמרכז החלול בצורת צורה לא סדירה, נקודת חור בצורת כדור נדחפת דרך אמצע הבילט תוך כדי גלגולו.
ייצור מטיל
1. פלדה מותכת מיוצרת על ידי המסת עפרות ברזל וקולה (חומר עשיר בפחמן שנוצר כאשר פחם מחומם בהיעדר אוויר) בכבשן, ולאחר מכן הוצאת רוב הפחמן על ידי פיצוץ חמצן לתוך הנוזל. לאחר מכן יוצקים את הפלדה המותכת לתוך תבניות ברזל גדולות ועבות דופן, שם היא מתקררת למטילים.
2. על מנת ליצור מוצרים שטוחים כגון צלחות ויריעות, או מוצרים ארוכים כגון מוטות ומוטות, מעוצבים מטילי מטילים בין גלילים גדולים בלחץ עצום. ייצור פריחה ולוחות
3. להפקת פריחה מעבירים את המטיל דרך זוג גלילי פלדה מחורצים שנערמים. סוגים אלה של רולים נקראים "טחנות דו-גבוהות". במקרים מסוימים משתמשים בשלושה גלילים. הגלילים מותקנים כך שהחריצים שלהם עולים בקנה אחד, והם נעים בכיוונים מנוגדים. פעולה זו גורמת לסחיטת הפלדה ולמתיחה לחתיכות דקות וארוכים יותר. כאשר הגלילים הופכים על ידי המפעיל האנושי, הפלדה נמשכת לאחור והופך אותה לדקה וארוכה יותר. תהליך זה חוזר על עצמו עד שהפלדה משיגה את הצורה הרצויה. במהלך תהליך זה, מכונות הנקראות מניפולטורים הופכות את הפלדה כך שכל צד מעובד באופן שווה.
4. ניתן גם לגלגל מטיל ללוחות בתהליך הדומה לתהליך הכנת הפריחה. הפלדה מועברת דרך זוג גלילים מוערמים אשר מותחים אותה. עם זאת, ישנם גם רולים מותקנות בצד כדי לשלוט על רוחב הלוחות. כאשר הפלדה מקבלת את הצורה הרצויה, הקצוות הלא אחידים נחתכים והלוחות או הפריחה נחתכים לחתיכות קצרות יותר. עיבוד נוסף
5. הפריחה מעובדת בדרך כלל עוד לפני שהן הופכות לצינורות. פריחה מומרת לבלטים על ידי הכנסתם דרך יותר התקני גלגול שהופכים אותם לארוכים וצרים יותר. הבילטים נחתכים על ידי מכשירים המכונים מזמרה מעופפת. אלו הן זוג מזמרה מסונכרנת שמתרוצצת יחד עם הבילט הנע וחותכת אותו. זה מאפשר חיתוכים יעילים מבלי לעצור את תהליך הייצור. בילטים אלה מוערמים ובסופו של דבר יהפכו לצינור חלק.
6. לוחות גם מעובדים מחדש. כדי להפוך אותם לגמישים, הם מחוממים תחילה ל-2,200 מעלות צלזיוס (1,204 מעלות צלזיוס). זה גורם להיווצרות ציפוי תחמוצת על פני הלוח. ציפוי זה נשבר בעזרת מפסק אבנית ותרסיס מים בלחץ גבוה. הלוחות נשלחים לאחר מכן דרך סדרה של רולים בטחנה חמה ויוצרים רצועות צרות דקות של פלדה הנקראות skelp. טחנה זו יכולה להיות ארוכה עד חצי מייל. כאשר הלוחות עוברים דרך הגלילים, הם נעשים דקים וארוכים יותר. במהלך כשלוש דקות ניתן להמיר לוח בודד מחתיכת פלדה בעובי של 6 אינץ' (15.2 ס"מ) לסרט פלדה דק שאורכו רבע מייל.
7. לאחר המתיחה, הפלדה מוחמצת. תהליך זה כולל הפעלתו דרך סדרת מיכלים המכילים חומצה גופרתית לניקוי המתכת. לסיום, הוא נשטף במים קרים וחמים, מיובש ולאחר מכן מגולגל על סלילים גדולים וארוז להובלה למתקן לייצור צינורות.
8. גם skelp וגם billets משמשים לייצור צינורות. Skelp נעשה לצינור מרותך. הוא מונח תחילה על מכונת התפרקות. כאשר סליל הפלדה מתפרק, הוא מחומם. לאחר מכן הפלדה מועברת דרך סדרה של גלילים מחורצים. כשהיא חולפת, הגלילים גורמים לקצוות השלד להתכרבל יחד. זה יוצר צינור לא מרותך.
9. הפלדה לאחר מכן עוברת על ידי ריתוך אלקטרודות. התקנים אלה אוטמים את שני קצוות הצינור יחד. לאחר מכן מעבירים את התפר המרותך דרך רולר בלחץ גבוה המסייע ביצירת ריתוך הדוק. לאחר מכן הצינור נחתך לאורך הרצוי ונערם לעיבוד נוסף. צינור פלדה מרותך הוא תהליך מתמשך ובהתאם לגודל הצינור, ניתן ליצור אותו במהירות של 1,100 רגל (335.3 מ') לדקה.
10. כאשר יש צורך בצינור חלק, משמשים בילטים מרובעים לייצור. הם מחוממים ומעצבים לצורת גליל, הנקראת גם עגולה. לאחר מכן מכניסים את העגול לכבשן שבו הוא מחומם לבן-חם. לאחר מכן מגלגלים את הסיבוב המחומם בלחץ גדול. גלגול בלחץ גבוה זה גורם למתיחת הבילט וליצירת חור במרכז. מכיוון שחור זה בצורת צורה לא סדירה, נקודת חודר בצורת כדור נדחפת דרך אמצע הבילט תוך כדי גלגולו. לאחר שלב הפירסינג, הצינור עדיין עשוי להיות בעל עובי וצורה לא סדירים. כדי לתקן זאת הוא מועבר דרך סדרה נוספת של מפעלי גלגול.עיבוד סופי
11. לאחר יצירת כל סוג של צינור, ניתן להעביר אותם דרך מכונת יישור. הם עשויים גם להיות מצוידים במפרקים כך שניתן לחבר שניים או יותר חתיכות צינור. סוג המפרק הנפוץ ביותר עבור צינורות בקטרים קטנים יותר הוא השחלה - חריצים הדוקים שנחתכים בקצה הצינור. הצינורות נשלחים גם דרך מכונת מדידה. מידע זה יחד עם נתוני בקרת איכות אחרים מוטבעים באופן אוטומטי על הצינור. לאחר מכן מרססים את הצינור בציפוי קל של שמן מגן. רוב הצינורות מטופלים בדרך כלל כדי למנוע ממנו להחליד. זה נעשה על ידי גלוון או מתן ציפוי של אבץ. בהתאם לשימוש בצינור, ניתן להשתמש בצבעים או ציפויים אחרים.
בקרת איכות
מגוון אמצעים ננקטים כדי להבטיח שצינור הפלדה המוגמר עומד במפרטים. לדוגמה, מדי רנטגן משמשים לוויסות עובי הפלדה. המדדים פועלים על ידי שימוש בשתי קרני רנטגן. קרן אחת מכוונת לפלדה בעובי ידוע. השני מכוון לפלדה החולפת בפס הייצור. אם יש שונות בין שתי הקרניים, המד יפעיל אוטומטית שינוי גודל של הגלילים כדי לפצות.
גם צינורות נבדקים לאיתור פגמים בסוף התהליך. שיטה אחת לבדיקת צינור היא באמצעות מכונה מיוחדת. מכונה זו ממלאת את הצינור במים ולאחר מכן מגבירה את הלחץ כדי לראות אם הוא מחזיק. צינורות פגומים מוחזרים לגרוטאות.