Tērauda caurulesir garas, dobas caurules, ko izmanto dažādiem mērķiem. Tos ražo ar divām atšķirīgām metodēm, kuru rezultātā tiek iegūta metināta vai bezšuvju caurule. Abās metodēs neapstrādāts tērauds vispirms tiek izliets apstrādājamākā sākuma formā. Pēc tam to izveido caurulē, izstiepjot tēraudu bezšuvju caurulē vai saspiežot malas kopā un noblīvējot ar metinājumu. Pirmās metodes tērauda cauruļu ražošanai tika ieviestas 1800. gadu sākumā, un tās ir nepārtraukti attīstījušās mūsdienu procesos, ko izmantojam šodien. Katru gadu tiek saražoti miljoniem tonnu tērauda cauruļu. Tā daudzpusība padara to par tērauda rūpniecībā visbiežāk izmantoto produktu.
Vēsture
Cilvēki ir izmantojuši caurules tūkstošiem gadu. Iespējams, ka pirmo reizi to izmantoja senie laukstrādnieki, kuri novirzīja ūdeni no strautiem un upēm savos laukos. Arheoloģiskie pierādījumi liecina, ka ķīnieši izmantoja niedru cauruli ūdens transportēšanai uz vēlamajām vietām jau 2000. gadā pirms mūsu ēras. Tika atklātas māla caurules, kuras izmantoja citas senās civilizācijas. Mūsu ēras pirmajā gadsimtā Eiropā tika uzbūvētas pirmās svina caurules. Tropu valstīs ūdens transportēšanai izmantoja bambusa caurules. Koloniālie amerikāņi izmantoja koksni līdzīgam mērķim. 1652. gadā Bostonā, izmantojot dobus baļķus, tika veikta pirmā ūdensapgāde.
Metināto cauruli veido, velmējot tērauda sloksnes caur virkni rievotu rullīšu, kas veido materiālu apļveida formā. Tālāk nemetinātā caurule iet pa metināšanas elektrodiem. Šīs ierīces savieno abus caurules galus.
Jau 1840. gadā dzelzs strādnieki jau varēja ražot bezšuvju caurules. Vienā no metodēm caurums tika izurbts caur cietu metāla apaļu sagatavi. Pēc tam sagatave tika uzkarsēta un izvilkta caur virkni presformu, kas to pagarināja, veidojot cauruli. Šī metode bija neefektīva, jo bija grūti urbt caurumu centrā. Tā rezultātā izveidojās nevienmērīga caurule, kuras viena puse bija biezāka par otru. 1888. gadā uzlabotai metodei tika piešķirts patents. Šajā procesā cietais materiāls tika izliets ap ugunsdrošu ķieģeļu serdi. Kad tas bija atdzisis, ķieģelis tika noņemts, atstājot caurumu vidū. Kopš tā laika šīs metodes ir aizstājušas jaunas rullīšu metodes.
Dizains
Ir divu veidu tērauda caurules, viena ir bezšuvju, bet otrai ir viena metināta šuve visā garumā. Abiem ir atšķirīgs lietojums. Bezšuvju caurules parasti ir vieglākas, un tām ir plānākas sienas. Tos izmanto velosipēdiem un šķidrumu pārvadāšanai. Šuvētās caurules ir smagākas un stingrākas. Tiem ir labāka konsistence un tie parasti ir taisnāki. Tos izmanto tādām lietām kā gāzes transportēšana, elektriskie cauruļvadi un santehnika. Parasti tos izmanto gadījumos, kad caurule nav pakļauta lielai slodzei.
Izejvielas
Galvenā izejviela cauruļu ražošanā ir tērauds. Tērauds galvenokārt sastāv no dzelzs. Citi metāli, kas var būt sakausējumā, ir alumīnijs, mangāns, titāns, volframs, vanādijs un cirkonijs. Dažkārt ražošanas laikā tiek izmantoti daži apdares materiāli. Piemēram, krāsa var būt.
Bezšuvju caurule tiek ražota, izmantojot procesu, kas silda un veido cietu sagatavi cilindriskā formā un pēc tam to velmē, līdz tā tiek izstiepta un izdobta. Tā kā dobais centrs ir neregulāras formas, lodes formas caurduršanas punkts tiek izspiests cauri sagataves vidum, kamēr tas tiek velmēts. Bezšuvju caurule tiek ražota, izmantojot procesu, kas uzkarsē un veido cietu sagatavi cilindriskā formā un pēc tam to ruļļos. līdz tas ir izstiepts un izdobts. Tā kā dobais centrs ir neregulāras formas, lodes formas caurduršanas punkts tiek izspiests cauri sagataves vidum, kamēr tas tiek velmēts. tiek izmantots, ja caurule ir pārklāta. Parasti uz tērauda caurulēm ražošanas līnijas beigās tiek uzklāts neliels eļļas daudzums. Tas palīdz aizsargāt cauruli. Lai gan sērskābe faktiski nav gatavā produkta sastāvdaļa, vienā ražošanas posmā caurules tīrīšanai izmanto sērskābi.
Ražošanas process
Tērauda caurules tiek izgatavotas ar diviem dažādiem procesiem. Abu procesu kopējā ražošanas metode ietver trīs posmus. Pirmkārt, neapstrādātu tēraudu pārvērš apstrādājamākā formā. Tālāk caurule tiek veidota uz nepārtrauktas vai daļēji nepārtrauktas ražošanas līnijas. Visbeidzot, caurule tiek sagriezta un pārveidota, lai atbilstu klienta vajadzībām.
Bezšuvju caurule tiek ražota, izmantojot procesu, kas silda un veido cietu sagatavi cilindriskā formā un pēc tam to velmē, līdz tā tiek izstiepta un izdobta. Tā kā dobais centrs ir neregulāras formas, lodes formas caurduršanas punkts tiek izspiests cauri sagataves vidum, kamēr tas tiek velmēts.
Lietņu ražošana
1. Izkausētu tēraudu iegūst, kausējot dzelzsrūdu un koksu (ar oglekli bagātu vielu, kas rodas, ogles karsējot bez gaisa), un pēc tam lielāko daļu oglekļa atdala, šķidrumā iepludinot skābekli. Pēc tam izkausēto tēraudu ielej lielās, biezu sienu dzelzs veidnēs, kur tas atdziest lietņos.
2. Lai veidotu plakanus izstrādājumus, piemēram, plātnes un loksnes, vai garus izstrādājumus, piemēram, stieņus un stieņus, starp lieliem veltņiem tiek veidoti lietņi zem milzīga spiediena.
3. Lai iegūtu ziedēšanu, lietni izlaiž cauri rievotiem tērauda veltņiem, kas ir sakrauti. Šāda veida veltņus sauc par "divu augstuma dzirnavām". Dažos gadījumos tiek izmantoti trīs rullīši. Veltņi ir uzstādīti tā, lai to rievas sakristu, un tie pārvietojas pretējos virzienos. Šīs darbības rezultātā tērauds tiek izspiests un izstiepts plānākos, garākos gabalos. Kad lietotājs apgriež rullīšus, tērauds tiek izvilkts atpakaļ, padarot to plānāku un garāku. Šo procesu atkārto, līdz tērauds iegūst vēlamo formu. Šī procesa laikā mašīnas, ko sauc par manipulatoriem, apgriež tēraudu tā, lai katra puse tiktu apstrādāta vienmērīgi.
4. Lietoņus var arī velmēt plātnēs procesā, kas ir līdzīgs ziedēšanas procesam. Tērauds tiek izvadīts cauri sakrautiem veltņiem, kas to izstiepj. Tomēr sānos ir uzstādīti arī veltņi, lai kontrolētu plātņu platumu. Kad tērauds iegūst vēlamo formu, tiek nogriezti nelīdzenie gali un plātnes vai ziedi tiek sagriezti īsākos gabalos. Tālākā apstrāde
5. Ziedēšanu parasti apstrādā tālāk, pirms no tām izveido caurules. Ziedi tiek pārveidoti par sagatavēm, izlaižot tos caur vairāk ritošām ierīcēm, kas padara tos garākus un šaurākus. Sagataves sagriež ar ierīcēm, kas pazīstamas kā lidojošās šķēres. Šīs ir sinhronizētas šķēres, kas brauc kopā ar kustīgo sagatavi un sagriež to. Tas ļauj veikt efektīvus griezumus, neapturot ražošanas procesu. Šīs sagataves ir sakrautas un galu galā kļūs par bezšuvju caurulēm.
6. Plātnes arī tiek pārstrādātas. Lai padarītu tos kaļamus, tie vispirms tiek uzkarsēti līdz 2200 ° F (1204 ° C). Tas izraisa oksīda pārklājuma veidošanos uz plātnes virsmas. Šis pārklājums tiek nojaukts ar katlakmens atdalītāju un augstspiediena ūdens strūklu. Pēc tam plātnes tiek nosūtītas caur virkni rullīšu uz karstas dzirnavas un izgatavotas plānās šaurās tērauda sloksnēs, ko sauc par šķembām. Šīs dzirnavas var būt pat pusjūdzes garas. Plātnēm izejot cauri veltņiem, tās kļūst plānākas un garākas. Apmēram trīs minūšu laikā vienu plāksni var pārveidot no 6 collu (15,2 cm) bieza tērauda gabala par plānu tērauda lenti, kas var būt ceturtdaļjūdzes gara.
7. Pēc izstiepšanas tēraudu marinē. Šis process ietver tā palaišanu caur virkni tvertņu, kurās ir sērskābe, lai notīrītu metālu. Beigās to noskalo ar aukstu un karstu ūdeni, žāvē un pēc tam satin uz lielām spolēm un iepako transportēšanai uz cauruļu izgatavošanas iekārtu. Cauruļu izgatavošana
8. Cauruļu izgatavošanai izmanto gan šķembas, gan sagataves. Skelp ir izgatavots par metinātu cauruli. Vispirms to novieto uz atritināšanas iekārtas. Tā kā tērauda spole ir attīta, tā tiek uzkarsēta. Pēc tam tērauds tiek izvadīts caur virkni rievotu veltņu. Kad tas iet garām, rullīši liek ķebļa malām saritināties kopā. Tas veido nemetinātu cauruli.
9. Tālāk tērauds iet garām metināšanas elektrodiem. Šīs ierīces savieno abus caurules galus. Pēc tam metinātā šuve tiek izlaista caur augstspiediena veltni, kas palīdz izveidot ciešu metinājumu. Pēc tam caurule tiek sagriezta vēlamajā garumā un sakrauta tālākai apstrādei. Metinātas tērauda caurules ir nepārtraukts process, un atkarībā no caurules izmēra to var izgatavot ar ātrumu 1100 pēdas (335,3 m) minūtē.
10. Ja nepieciešama bezšuvju caurule, ražošanai izmanto kvadrātveida sagataves. Tie tiek karsēti un veidoti, lai izveidotu cilindra formu, ko sauc arī par apaļu. Pēc tam kārtu ievieto krāsnī, kur to uzkarsē balti karstu. Pēc tam uzkarsēto kārtu velmē ar lielu spiedienu. Šī augsta spiediena velmēšana liek sagatavei izstiepties un centrā veidojas caurums. Tā kā šis caurums ir neregulāras formas, lodes formas caurduršanas punkts tiek izspiests cauri sagataves vidum, kamēr tas tiek velmēts. Pēc caurduršanas posma caurule joprojām var būt neregulāra biezuma un formas. Lai to labotu, tas tiek izvadīts cauri citai velmētavu sērijai.Galīgā apstrāde
11. Pēc jebkura veida cauruļu izgatavošanas tās var izlaist caur taisnošanas mašīnu. Tie var būt arī aprīkoti ar savienojumiem, lai varētu savienot divus vai vairākus cauruļu gabalus. Visizplatītākais savienojuma veids caurulēm ar mazāku diametru ir vītne — stingras rievas, kas tiek iegrieztas caurules galā. Caurules tiek nosūtītas arī caur mērīšanas iekārtu. Šī informācija kopā ar citiem kvalitātes kontroles datiem tiek automātiski uzdrukāta uz caurules. Pēc tam cauruli apsmidzina ar vieglu aizsargeļļas pārklājumu. Lielākā daļa cauruļu parasti tiek apstrādātas, lai novērstu to rūsēšanu. To veic, to cinkojot vai pārklājot ar cinku. Atkarībā no caurules izmantošanas veida var izmantot citas krāsas vai pārklājumus.
Kvalitātes kontrole
Tiek veikti dažādi pasākumi, lai nodrošinātu gatavās tērauda caurules atbilstību specifikācijām. Piemēram, tērauda biezuma regulēšanai izmanto rentgena mērierīces. Mērinstrumenti darbojas, izmantojot divus rentgena starus. Viens stars ir vērsts uz zināma biezuma tēraudu. Otrs ir vērsts uz garāmejošo tēraudu ražošanas līnijā. Ja starp diviem stariem ir kāda novirze, mērītājs automātiski aktivizēs rullīšu izmēru maiņu, lai to kompensētu.
Procesa beigās tiek pārbaudītas arī caurules, lai konstatētu defektus. Viena cauruļu pārbaudes metode ir īpašas iekārtas izmantošana. Šī iekārta piepilda cauruli ar ūdeni un pēc tam palielina spiedienu, lai redzētu, vai tā turas. Bojātās caurules tiek atdotas lūžņos.