Os tubos de aço são tubos longos e ocos usados para diversos fins. Eles são produzidos por dois métodos distintos que resultam em um tubo soldado ou sem costura. Em ambos os métodos, o aço bruto é primeiro fundido em uma forma inicial mais funcional. Em seguida, é transformado em um tubo esticando o aço em um tubo sem costura ou forçando as bordas uma contra a outra e selando-as com uma solda. Os primeiros métodos de produção de tubos de aço foram introduzidos no início de 1800 e evoluíram continuamente para os processos modernos que usamos hoje. Todos os anos são produzidas milhões de toneladas de tubos de aço. Sua versatilidade o torna o produto mais utilizado na indústria siderúrgica.
História
As pessoas usam canos há milhares de anos. Talvez o primeiro uso tenha sido feito por antigos agricultores que desviavam água de córregos e rios para seus campos. Evidências arqueológicas sugerem que os chineses usavam tubos de junco para transportar água para locais desejados já em 2.000 aC. Tubos de argila que foram usados por outras civilizações antigas foram descobertos. Durante o século I d.C., os primeiros tubos de chumbo foram construídos na Europa. Nos países tropicais, tubos de bambu eram usados para transportar água. Os coloniais americanos usaram madeira para um propósito semelhante. Em 1652, o primeiro sistema hidráulico foi feito em Boston usando toras ocas.
O tubo soldado é formado pela laminação de tiras de aço através de uma série de rolos ranhurados que moldam o material em um formato circular. Em seguida, o tubo não soldado passa por eletrodos de soldagem. Esses dispositivos vedam as duas extremidades do tubo.
Já em 1840, os ferreiros já podiam produzir tubos sem costura. Em um método, um furo foi feito em um tarugo redondo de metal sólido. O tarugo foi então aquecido e passado por uma série de matrizes que o alongaram para formar um tubo. Este método era ineficiente porque era difícil fazer o furo no centro. Isso resultou em um tubo irregular, com um lado mais grosso que o outro. Em 1888, um método melhorado recebeu uma patente. Neste processo, o sólido faturado foi moldado em torno de um núcleo de tijolo à prova de fogo. Quando esfriou, o tijolo foi retirado deixando um buraco no meio. Desde então, novas técnicas de rolo substituíram estes métodos.
Projeto
Existem dois tipos de tubo de aço, um sem costura e outro com uma única costura soldada ao longo de seu comprimento. Ambos têm usos diferentes. Os tubos sem costura são normalmente mais leves e têm paredes mais finas. Eles são usados para bicicletas e transporte de líquidos. Os tubos com costura são mais pesados e rígidos. Eles têm uma consistência melhor e geralmente são mais retos. Eles são usados para coisas como transporte de gás, conduítes elétricos e encanamentos. Normalmente, eles são usados em casos em que o tubo não está sujeito a um alto grau de tensão.
Matérias-primas
A principal matéria-prima na produção de tubos é o aço. O aço é composto principalmente de ferro. Outros metais que podem estar presentes na liga incluem alumínio, manganês, titânio, tungstênio, vanádio e zircônio. Alguns materiais de acabamento são por vezes utilizados durante a produção. Por exemplo, tinta pode ser.
O tubo sem costura é fabricado usando um processo que aquece e molda um tarugo sólido em um formato cilíndrico e depois o rola até ficar esticado e oco. Como o centro oco tem formato irregular, uma ponta perfuradora em forma de bala é empurrada através do meio do tarugo à medida que ele é laminado. O tubo sem costura é fabricado usando um processo que aquece e molda um tarugo sólido em um formato cilíndrico e depois o rola. até que esteja esticado e oco. Como o centro oco tem formato irregular, uma ponta perfuradora em forma de bala é empurrada através do meio do tarugo à medida que ele é laminado. É usado se o tubo for revestido. Normalmente, uma pequena quantidade de óleo é aplicada aos tubos de aço no final da linha de produção. Isso ajuda a proteger o tubo. Embora não faça parte do produto acabado, o ácido sulfúrico é usado em uma etapa de fabricação para limpar o tubo.
O Processo de Fabricação
Os tubos de aço são feitos por dois processos diferentes. O método geral de produção para ambos os processos envolve três etapas. Primeiro, o aço bruto é convertido em uma forma mais funcional. A seguir, o tubo é formado em uma linha de produção contínua ou semicontínua. Por fim, o tubo é cortado e modificado para atender às necessidades do cliente. Alguns fabricantes de tubos de aço usarãomáquina de corte a laser de tuboao corte prévio ou esvaziamento do tubo para aumentar a competitividade dos tubos
O tubo sem costura é fabricado usando um processo que aquece e molda um tarugo sólido em um formato cilíndrico e depois o rola até ficar esticado e oco. Como o centro oco tem formato irregular, uma ponta perfurante em forma de bala é empurrada através do meio do tarugo à medida que ele é laminado.
Produção de lingotes
1. O aço fundido é feito derretendo minério de ferro e coque (uma substância rica em carbono que resulta quando o carvão é aquecido na ausência de ar) em uma fornalha e, em seguida, removendo a maior parte do carbono lançando oxigênio no líquido. O aço fundido é então despejado em grandes moldes de ferro de paredes espessas, onde é resfriado e transformado em lingotes.
2. Para formar produtos planos, como chapas e folhas, ou produtos longos, como barras e vergalhões, os lingotes são moldados entre grandes rolos sob enorme pressão.
3. Para produzir um bloom, o lingote é passado através de um par de rolos de aço ranhurados que são empilhados. Esses tipos de rolos são chamados de “moinhos de duas alturas”. Em alguns casos, são utilizados três rolos. Os rolos são montados de forma que suas ranhuras coincidam e se movam em direções opostas. Essa ação faz com que o aço seja comprimido e esticado em pedaços mais finos e longos. Quando os rolos são invertidos pelo operador humano, o aço é puxado para trás, tornando-o mais fino e mais longo. Este processo é repetido até que o aço atinja a forma desejada. Durante esse processo, máquinas chamadas manipuladores viram o aço para que cada lado seja processado uniformemente.
4. Os lingotes também podem ser laminados em placas num processo semelhante ao processo de produção de blocos. O aço passa por um par de rolos empilhados que o esticam. Porém, também existem rolos montados nas laterais para controlar a largura das lajes. Quando o aço adquire o formato desejado, as pontas irregulares são cortadas e as placas ou blocos são cortados em pedaços mais curtos.
5. As flores normalmente são processadas posteriormente antes de serem transformadas em tubos. As flores são convertidas em tarugos, colocando-as em mais dispositivos de rolamento que as tornam mais longas e estreitas. Os tarugos são cortados por dispositivos conhecidos como tesouras voadoras. Trata-se de um par de tesouras sincronizadas que correm junto com o tarugo em movimento e o cortam. Isto permite cortes eficientes sem interromper o processo de fabricação. Esses tarugos são empilhados e eventualmente se tornarão tubos sem costura.
6. As lajes também são retrabalhadas. Para torná-los maleáveis, eles são primeiro aquecidos a 2.200° F (1.204° C). Isso faz com que um revestimento de óxido se forme na superfície da laje. Este revestimento é quebrado com um descalcificador e spray de água de alta pressão. As placas são então enviadas através de uma série de rolos em um laminador a quente e transformadas em finas tiras estreitas de aço chamadas skelp. Este moinho pode ter até oitocentos metros de comprimento. À medida que as placas passam pelos rolos, elas ficam mais finas e compridas. No decorrer de cerca de três minutos, uma única placa pode ser convertida de um pedaço de aço de 15,2 cm de espessura em uma fita de aço fina que pode ter quatrocentos metros de comprimento.
7. Após o alongamento, o aço é decapado. Esse processo envolve passá-lo por uma série de tanques que contêm ácido sulfúrico para limpar o metal. Para finalizar, é enxaguado com água fria e quente, seco e depois enrolado em grandes carretéis e embalado para transporte até uma fábrica de tubos.Fabricação de tubos
8. Tanto o skelp quanto os tarugos são usados para fazer tubos. Skelp é transformado em tubo soldado. É primeiro colocado em uma máquina de desenrolamento. À medida que o carretel de aço é desenrolado, ele é aquecido. O aço é então passado por uma série de rolos ranhurados. À medida que passa, os rolos fazem com que as bordas do skelp se enrolem. Isso forma um tubo não soldado.
9. O aço passa em seguida pelos eletrodos de soldagem. Esses dispositivos vedam as duas extremidades do tubo. A costura soldada é então passada através de um rolo de alta pressão que ajuda a criar uma solda firme. O tubo é então cortado no comprimento desejado e empilhado para processamento posterior. O tubo de aço soldado é um processo contínuo e, dependendo do tamanho do tubo, pode ser fabricado a uma velocidade de até 335,3 m (1.100 pés) por minuto.
10. Quando é necessário tubo sem costura, tarugos quadrados são usados para produção. Eles são aquecidos e moldados para formar um cilindro, também chamado de redondo. A rodada é então colocada em uma fornalha onde é aquecida até ficar bem quente. A rodada aquecida é então rolada com grande pressão. Essa laminação de alta pressão faz com que o tarugo se estique e se forme um furo no centro. Como esse furo tem formato irregular, uma ponta perfurante em forma de bala é empurrada através do meio do tarugo à medida que ele é enrolado. Após a fase de perfuração, o tubo pode ainda apresentar espessura e formato irregulares. Para corrigir isso, ele passa por outra série de laminadores. Processamento final
11. Após a fabricação de qualquer tipo de tubo, eles podem ser passados por uma endireitadeira. Eles também podem ser equipados com juntas para que dois ou mais pedaços de tubo possam ser conectados. O tipo mais comum de junta para tubos com diâmetros menores é a rosqueamento – ranhuras apertadas que são cortadas na extremidade do tubo. Os tubos também são enviados através de uma máquina de medição. Essas informações, juntamente com outros dados de controle de qualidade, são automaticamente gravadas no tubo. O tubo é então pulverizado com uma leve camada de óleo protetor. A maioria dos tubos normalmente é tratada para evitar que enferruje. Isso é feito galvanizando-o ou aplicando-lhe uma camada de zinco. Dependendo da utilização do tubo, outras tintas ou revestimentos podem ser utilizados.
Controle de qualidade
Uma variedade de medidas são tomadas para garantir que o tubo de aço acabado atenda às especificações. Por exemplo, medidores de raios X são usados para regular a espessura do aço. Os medidores funcionam utilizando dois raios X. Um raio é direcionado a um aço de espessura conhecida. A outra é direcionada ao aço que passa na linha de produção. Se houver alguma variação entre os dois raios, o medidor acionará automaticamente um redimensionamento dos rolos para compensar.
Os tubos também são inspecionados quanto a defeitos no final do processo. Um método de testar um tubo é usar uma máquina especial. Esta máquina enche o cano com água e depois aumenta a pressão para ver se aguenta. Tubos defeituosos são devolvidos para sucata.