Болат құбырлар - әртүрлі мақсаттарда қолданылатын ұзын, қуыс құбырлар. Олар екі түрлі әдіспен өндіріледі, нәтижесінде дәнекерленген немесе жіксіз құбыр пайда болады. Екі әдісте де өңделмеген болат алдымен жұмысқа жарамды бастапқы пішінге құйылады. Содан кейін болатты тігіссіз түтікке созу немесе шеттерін күштеп біріктіру және дәнекерлеумен тығыздау арқылы құбыр жасайды. Болат құбырды өндірудің алғашқы әдістері 1800 жылдардың басында енгізілді және олар бүгінгі күні біз қолданатын заманауи процестерге тұрақты түрде дами бастады. Жыл сайын миллиондаған тонна болат құбыр өндіріледі. Оның әмбебаптығы оны болат өнеркәсібі шығаратын ең жиі қолданылатын өнімге айналдырады.
Тарих
Адамдар құбырларды мыңдаған жылдар бойы пайдаланып келеді. Бәлкім, бірінші рет суды өзендер мен өзендердің егістіктеріне бұратын ежелгі егіншілер пайдаланған шығар. Археологиялық деректерге сүйенсек, қытайлықтар суды қалаған жерлерге жеткізу үшін қамыс құбырды пайдаланғанын б.з.б. 2000 жылы басқа ежелгі өркениеттер пайдаланған саз түтіктері табылған. Біздің дәуіріміздің бірінші ғасырында Еуропада алғашқы қорғасын құбырлары салынды. Тропикалық елдерде суды тасымалдау үшін бамбук түтіктері пайдаланылды. Отаршыл американдықтар ағашты осындай мақсатта пайдаланды. 1652 жылы Бостонда қуыс бөренелерді қолдану арқылы алғашқы су қондырғылары жасалды.
Дәнекерленген құбыр материалды дөңгелек пішінге келтіретін бірнеше ойық роликтер арқылы болат жолақтарды илемдеу арқылы қалыптасады. Әрі қарай, дәнекерленбеген құбыр дәнекерлеу электродтары арқылы өтеді. Бұл құрылғылар құбырдың екі ұшын бір-бірімен тығыздайды.
1840 жылдың өзінде-ақ темір шеберлері жіксіз түтіктер шығара алды. Бір әдісте тұтас металл, дөңгелек дайындама арқылы тесік бұрғыланды. Содан кейін дайындамаларды қыздырып, құбырды құру үшін оны ұзартқан бірқатар матрицалар арқылы тартылды. Бұл әдіс тиімсіз болды, себебі орталықтағы тесікті бұрғылау қиын болды. Бұл бір жағы екіншісінен қалыңырақ құбырдың біркелкі емес болуына әкелді. 1888 жылы жетілдірілген әдіске патент берілді. Бұл процесте қатты шот отқа төзімді кірпіш өзегінің айналасына құйылды. Ол салқындаған кезде, ортасында тесік қалдырып, кірпіш алынып тасталды. Содан бері бұл әдістерді жаңа роликті әдістер алмастырды.
Дизайн
Болат құбырдың екі түрі бар, біреуі жіксіз, екіншісінде ұзындығы бойынша бір дәнекерленген тігіс бар. Екеуінің де қолданылуы әртүрлі. Жіксіз түтіктер әдетте жеңілірек және қабырғалары жұқа болады. Олар велосипедтер мен сұйықтықтарды тасымалдау үшін қолданылады. Тігіс құбырлар ауыр және қаттырақ. Олардың консистенциясы жақсырақ және әдетте түзу болады. Олар газ тасымалдау, электр құбыры және сантехника сияқты заттар үшін қолданылады. Әдетте, олар құбыр жоғары кернеуге ұшырамаған жағдайларда қолданылады.
Шикізат
Құбыр өндірісіндегі негізгі шикізат болат болып табылады. Болат негізінен темірден тұрады. Қорытпада болуы мүмкін басқа металдарға алюминий, марганец, титан, вольфрам, ванадий және цирконий жатады. Кейбір әрлеу материалдары кейде өндіріс кезінде қолданылады. Мысалы, бояу болуы мүмкін.
Жіксіз құбырлар қатты дайындамаларды қыздырып, цилиндрлік пішінге келтіретін, содан кейін оны созылып, ойылғанша айналдыратын процесс арқылы жасалады. Шұңқырлы орталық дұрыс емес пішінді болғандықтан, оқ тәріздес тесу нүктесі дайындаманың ортасынан итеріліп, оны домалату кезінде итеріледі. Жіксіз құбыр қатты дайындамаларды қыздырып, цилиндрлік пішінге келтіріп, содан кейін оны айналдыратын процесс арқылы жасалады. ол созылып, қуыс болғанша. Шұңқырлы орталық дұрыс емес пішінді болғандықтан, оқ тәріздес тесу нүктесі илектеу кезінде дайындаманың ортасынан итеріледі. Құбыр қапталған болса қолданылады. Әдетте, өндіріс желісінің соңында болат құбырларға аз мөлшерде май жағылады. Бұл құбырды қорғауға көмектеседі. Бұл іс жүзінде дайын өнімнің бөлігі болмаса да, күкірт қышқылы құбырды тазалау үшін бір өндіріс сатысында қолданылады.
Өндірістік процесс
Болат құбырлар екі түрлі процесс арқылы жасалады. Екі процесс үшін жалпы өндіріс әдісі үш қадамды қамтиды. Біріншіден, шикі болат жұмыс істеуге жарамды пішінге айналады. Әрі қарай құбыр үздіксіз немесе жартылай үздіксіз өндірістік желіде қалыптасады. Соңында құбыр кесіліп, тұтынушының қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін өзгертіледі. Кейбір болат құбырлар өндірісі пайдаланыладытүтіктерді лазерлік кесу машинасытүтіктердің бәсекеге қабілеттілігін арттыру үшін түтіктің алдыңғы кесілуіне немесе ойылуына
Жіксіз құбырлар қатты дайындамаларды қыздырып, цилиндрлік пішінге келтіретін, содан кейін оны созылып, ойылғанша айналдыратын процесс арқылы жасалады. Шұңқырлы орталық дұрыс емес пішінді болғандықтан, оқ тәріздес тесу нүктесі дайындаманың ортасынан домалақтап жатқанда итеріледі.
Құйма өндірісі
1. Балқытылған болат темір рудасын және коксты (көмірді ауасыз қыздырғанда пайда болатын көміртегіге бай зат) пеште балқыту, содан кейін сұйықтыққа оттегін жару арқылы көміртектің көп бөлігін алу арқылы жасалады. Содан кейін балқытылған болат үлкен, қалың қабырғалы темір қалыптарға құйылады, онда ол құймаларға салқындатылады.
2. Пластиналар мен парақтар сияқты жалпақ бұйымдарды немесе штангалар мен шыбықтар сияқты ұзын бұйымдарды қалыптастыру үшін құймалар үлкен қысыммен үлкен роликтер арасында пішінделеді. Блумдар мен тақталарды өндіру
3. Гүлдену үшін құйма қабаттасатын жұп ойық болат роликтерден өткізіледі. Роликтердің бұл түрлері «екі биік диірмендер» деп аталады. Кейбір жағдайларда үш ролик қолданылады. Роликтер олардың ойықтары сәйкес келетін етіп орнатылады және олар қарама-қарсы бағытта қозғалады. Бұл әрекет болаттың қысылуына және жұқа, ұзағырақ бөліктерге созылуына әкеледі. Роликтерді адам оператор ауыстырған кезде, болат оны жұқа және ұзағырақ ету арқылы артқа тартылады. Бұл процесс болат қажетті пішінге жеткенше қайталанады. Бұл процесс кезінде манипуляторлар деп аталатын машиналар болатты аударып, әр жағы біркелкі өңделеді.
4. Сондай-ақ құймаларды гүлдену процесіне ұқсас процесте тақталарға айналдыруға болады. Болат оны созатын жұп қабатталған роликтер арқылы өтеді. Дегенмен, тақталардың енін бақылау үшін бүйір жағында орнатылған роликтер де бар. Болат қажетті пішінді алған кезде, тегіс емес ұштары кесіліп, тақталар немесе гүлденулер қысқа бөліктерге кесіледі. Әрі қарай өңдеу
5. Блумдар әдетте құбырларға жасалғанға дейін одан әрі өңделеді. Блумдар оларды ұзағырақ және тар етіп жасайтын көбірек илектеу құрылғылары арқылы дайындамаға айналады. Дайындамалар ұшатын қайшылар деп аталатын құрылғылармен кесіледі. Бұл жылжымалы дайындамамен бірге жарысатын және оны кесетін синхрондалған қайшылар. Бұл өндіріс процесін тоқтатпай тиімді кесуге мүмкіндік береді. Бұл дайындамалар қабаттастырылған және ақырында жіксіз құбырға айналады.
6. Плиталар да қайта өңделеді. Оларды икемді ету үшін алдымен 2200° F (1204° C) дейін қыздырады. Бұл плитаның бетінде оксидті жабынның пайда болуына әкеледі. Бұл жабын шкала сөндіргішпен және жоғары қысымды су бүріккішімен үзіледі. Содан кейін плиталар ыстық диірменге бірнеше роликтер арқылы жіберіледі және скелп деп аталатын болаттан жұқа тар жолақтарға айналады. Бұл диірмен жарты мильге дейін созылуы мүмкін. Плиталар роликтерден өткен сайын олар жұқа және ұзағырақ болады. Шамамен үш минут ішінде бір тақтаны қалыңдығы 6 дюймдік (15,2 см) болат бөлігінен ұзындығы ширек миль болатын жұқа болат таспаға айналдыруға болады.
7. Созылғаннан кейін болат маринадталған. Бұл процесс оны металды тазарту үшін күкірт қышқылы бар бірнеше резервуарлар арқылы өткізуді қамтиды. Аяқтау үшін ол салқын және ыстық сумен шайылады, кептіріледі, содан кейін үлкен катушкаларға оралады және құбыр жасау мекемесіне тасымалдау үшін оралады. Құбыр жасау
8. Құбырларды жасау үшін бас терісі де, дайындамалары да қолданылады. Скелп дәнекерленген құбырға жасалады. Ол алдымен орауыш машинаға қойылады. Болат катушкасы ағытылғандықтан, ол қызады. Содан кейін болат ойық роликтер сериясынан өтеді. Ол өтіп бара жатқанда, роликтер бас терісінің жиектерін біріктіреді. Бұл дәнекерленбеген құбырды құрайды.
9. Болат келесі дәнекерлеу электродтары арқылы өтеді. Бұл құрылғылар құбырдың екі ұшын бір-бірімен тығыздайды. Содан кейін дәнекерленген тігіс тығыз дәнекерлеуді жасауға көмектесетін жоғары қысымды ролик арқылы өтеді. Содан кейін құбыр қажетті ұзындыққа кесіледі және одан әрі өңдеу үшін қабатталады. Дәнекерленген болат құбыр үздіксіз процесс және құбырдың өлшеміне байланысты оны минутына 1100 фут (335,3 м) жылдам жасауға болады.
10. Тіксіз құбыр қажет болған кезде өндіріс үшін төртбұрышты дайындамалар қолданылады. Оларды қыздырып, цилиндр пішінін қалыптастыру үшін пішіндейді, оны дөңгелек деп те атайды. Содан кейін дөңгелек пешке қойылады, онда ол ақ-ыстық қызады. Содан кейін қыздырылған дөңгелек үлкен қысыммен оралады. Бұл жоғары қысымды илемдеу дайындаманың созылуына және ортасында тесіктің пайда болуына әкеледі. Бұл саңылаудың пішіні дұрыс емес болғандықтан, оқ тәріздес тесу нүктесі дайындаманың ортасынан итеріледі. Пирсинг кезеңінен кейін құбыр әлі де тұрақты емес қалыңдық пен пішінде болуы мүмкін. Бұны түзету үшін тағы бір прокат стандарынан өтеді. Соңғы өңдеу
11. Құбырдың кез келген түрі жасалғаннан кейін оларды түзеткіш машина арқылы салуға болады. Олар сондай-ақ екі немесе одан да көп құбыр бөліктерін қосуға болатын қосылыстармен жабдықталуы мүмкін. Кішірек диаметрлі құбырлар үшін ең көп таралған қосылыс түрі - құбырдың соңына кесілген тығыз ойықтар. Құбырлар өлшеуіш машина арқылы да жіберіледі. Бұл ақпарат басқа сапаны бақылау деректерімен бірге құбырда автоматты түрде трафарет болады. Содан кейін құбыр қорғаныс майының жеңіл жабынымен шашырайды. Көптеген құбырлар әдетте тот басудың алдын алу үшін өңделеді. Бұл мырыштау немесе мырыш жабыны беру арқылы жүзеге асырылады. Құбырды қолдануға байланысты басқа бояулар немесе жабындар қолданылуы мүмкін.
Сапаны бақылау
Дайын болат құбырдың техникалық талаптарға сай болуын қамтамасыз ету үшін әртүрлі шаралар қабылданады. Мысалы, болаттың қалыңдығын реттеу үшін рентгендік өлшегіштер қолданылады. Өлшегіштер екі рентген сәулесін қолдану арқылы жұмыс істейді. Бір сәуле белгілі қалыңдықтағы болатқа бағытталған. Екіншісі өндірістік желіде өтетін болатқа бағытталған. Екі сәуленің арасында қандай да бір ауытқу болса, өлшеу құралы өтеу үшін роликтердің өлшемін өзгертуді автоматты түрде іске қосады.
Процестің соңында құбырлар ақауларға да тексеріледі. Құбырды сынаудың бір әдісі - арнайы машинаны пайдалану. Бұл машина құбырды сумен толтырады, содан кейін оның ұстап тұрғанын көру үшін қысымды арттырады. Ақаулы құбырлар сынықтарға қайтарылады.