Țevile de oțel sunt tuburi lungi, goale, care sunt utilizate pentru o varietate de scopuri. Acestea sunt produse prin două metode distincte, care au ca rezultat fie o țeavă sudată, fie fără sudură. În ambele metode, oțelul brut este turnat mai întâi într-o formă de pornire mai lucrabilă. Se transformă apoi într-o țeavă prin întinderea oțelului într-un tub fără sudură sau forțând marginile împreună și etanșându-le cu o sudură. Primele metode de producere a țevilor de oțel au fost introduse la începutul anilor 1800 și au evoluat constant în procesele moderne pe care le folosim astăzi. În fiecare an, milioane de tone de țevi de oțel sunt produse. Versatilitatea sa îl face cel mai des folosit produs produs de industria siderurgică.
Istorie
Oamenii au folosit țevi de mii de ani. Poate că prima utilizare a fost de către agricultorii antici, care au deviat apa din râuri și râuri în câmpurile lor. Dovezile arheologice sugerează că chinezii au folosit țevi de stuf pentru transportul apei în locațiile dorite încă din anul 2000 î.Hr. Au fost descoperite tuburi de lut care au fost folosite de alte civilizații antice. În timpul secolului I d.Hr., primele țevi de plumb au fost construite în Europa. În țările tropicale, tuburile de bambus erau folosite pentru transportul apei. Americanii coloniali au folosit lemnul pentru un scop similar. În 1652, la Boston a fost realizată prima instalație de apă, folosind bușteni goale.
Conducta sudata este formata prin rularea benzilor de otel printr-o serie de role canelate care modeleaza materialul intr-o forma circulara. În continuare, conducta nesudată trece prin electrozi de sudare. Aceste dispozitive etanșează cele două capete ale țevii împreună.
Încă din 1840, lucrătorii fierului puteau deja să producă tuburi fără sudură. Într-o metodă, o gaură a fost găurită printr-o țaglă rotundă de metal solid. Tagla a fost apoi încălzită și trasă printr-o serie de matrițe care au alungit-o pentru a forma o țeavă. Această metodă a fost ineficientă deoarece a fost dificil să găuriți gaura din centru. Acest lucru a dus la o țeavă neuniformă, cu o parte mai groasă decât cealaltă. În 1888, o metodă îmbunătățită a primit un brevet. În acest proces, piciorul solid a fost turnat în jurul unui miez de cărămidă ignifugă. Cand s-a racit, caramida a fost indepartata lasand o gaura in mijloc. De atunci, noi tehnici cu role au înlocuit aceste metode.
Proiecta
Există două tipuri de țevi de oțel, una este fără sudură și alta are o singură cusătură sudată pe lungimea sa. Ambele au utilizări diferite. Tuburile fără sudură sunt de obicei mai ușoare și au pereți mai subțiri. Sunt folosite pentru biciclete și pentru transportul lichidelor. Tuburile cusute sunt mai grele și mai rigide. Au o consistență mai bună și sunt de obicei mai drepte. Ele sunt folosite pentru lucruri precum transportul de gaze, conducte electrice și instalații sanitare. În mod obișnuit, ele sunt utilizate în cazurile în care conducta nu este supusă unui grad ridicat de solicitare.
Materii prime
Materia primă principală în producția de țevi este oțelul. Oțelul este format în principal din fier. Alte metale care pot fi prezente în aliaj includ aluminiu, mangan, titan, wolfram, vanadiu și zirconiu. Unele materiale de finisare sunt uneori folosite în timpul producției. De exemplu, vopseaua poate fi.
Țeava fără sudură este fabricată folosind un proces care încălzește și modelează o țeavă solidă într-o formă cilindrică și apoi o rulează până când este întinsă și scobită. Deoarece centrul scobit are o formă neregulată, un punct de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei pe măsură ce este laminată. Țeava fără sudură este fabricată folosind un proces care încălzește și modelează o țagle solidă într-o formă cilindrică și apoi o rulează. pana se intinde si se scobi. Deoarece centrul scobit are o formă neregulată, un punct de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei în timp ce este rulat. Folosit dacă țeava este acoperită. De obicei, o cantitate ușoară de ulei este aplicată pe țevile de oțel la capătul liniei de producție. Acest lucru ajută la protejarea țevii. Deși nu este de fapt o parte a produsului finit, acidul sulfuric este utilizat într-o etapă de fabricație pentru curățarea țevii.
Procesul de fabricație
Țevile de oțel sunt realizate prin două procese diferite. Metoda generală de producție pentru ambele procese implică trei etape. În primul rând, oțelul brut este transformat într-o formă mai lucrabilă. Apoi, conducta este formată pe o linie de producție continuă sau semicontinuă. În cele din urmă, conducta este tăiată și modificată pentru a satisface nevoile clientului. Unele producții de țevi de oțel vor folosimașină de tăiat cu laser a tuburilorla tăierea anterioară sau scobirea tubului pentru a crește competitivitatea tuburilor
Țeava fără sudură este fabricată folosind un proces care încălzește și modelează o țeavă solidă într-o formă cilindrică și apoi o rulează până când este întinsă și scobită. Deoarece centrul scobit are o formă neregulată, un punct de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei în timp ce este rulat.
Producția de lingouri
1. Oțelul topit este obținut prin topirea minereului de fier și a cocsului (o substanță bogată în carbon care rezultă atunci când cărbunele este încălzit în absența aerului) într-un cuptor, apoi eliminând cea mai mare parte a carbonului prin aruncarea de oxigen în lichid. Oțelul topit este apoi turnat în forme mari de fier, cu pereți groși, unde se răcește în lingouri.
2. Pentru a forma produse plate, cum ar fi plăci și foi, sau produse lungi, cum ar fi bare și tije, lingourile sunt modelate între role mari sub presiune enormă. Producerea de flori și plăci
3. Pentru a produce o înflorire, lingoul este trecut printr-o pereche de role de oțel canelate care sunt stivuite. Aceste tipuri de role sunt numite „mori cu două înalte”. În unele cazuri, se folosesc trei role. Rolele sunt montate astfel încât canelurile lor să coincidă și se mișcă în direcții opuse. Această acțiune face ca oțelul să fie stors și întins în bucăți mai subțiri și mai lungi. Când rolele sunt inversate de către operatorul uman, oțelul este tras înapoi, făcându-l mai subțire și mai lung. Acest proces se repetă până când oțelul atinge forma dorită. În timpul acestui proces, mașinile numite manipulatoare răstoarnă oțelul astfel încât fiecare parte să fie procesată uniform.
4. Lingourile pot fi, de asemenea, laminate în plăci într-un proces care este similar cu procesul de înflorire. Oțelul este trecut printr-o pereche de role stivuite care îl întind. Cu toate acestea, există și role montate pe lateral pentru a controla lățimea plăcilor. Când oțelul capătă forma dorită, capetele neuniforme sunt tăiate, iar plăcile sau florile sunt tăiate în bucăți mai scurte. Prelucrare ulterioară
5. Florile sunt de obicei procesate în continuare înainte de a fi transformate în țevi. Florile sunt transformate în țagle prin trecerea lor prin mai multe dispozitive de rulare care le fac mai lungi și mai înguste. Taglele sunt tăiate cu dispozitive cunoscute sub numele de foarfece zburătoare. Acestea sunt o pereche de foarfece sincronizate care se deplasează împreună cu țagla în mișcare și o taie. Acest lucru permite tăieri eficiente fără a opri procesul de fabricație. Aceste țagle sunt stivuite și în cele din urmă vor deveni țevi fără sudură.
6. De asemenea, plăcile sunt reprelucrate. Pentru a le face maleabile, mai întâi sunt încălzite la 2.200 ° F (1.204 ° C). Acest lucru determină formarea unui strat de oxid pe suprafața plăcii. Această acoperire este ruptă cu un dispozitiv de spargere a calcarului și cu apă pulverizată de înaltă presiune. Plăcile sunt apoi trimise printr-o serie de role pe o moară fierbinte și transformate în benzi subțiri înguste de oțel numite skelp. Această moară poate fi lungă până la jumătate de milă. Pe măsură ce plăcile trec prin role, acestea devin mai subțiri și mai lungi. În decurs de aproximativ trei minute, o singură placă poate fi transformată dintr-o bucată de oțel cu o grosime de 15,2 cm într-o panglică de oțel subțire care poate avea o lungime de un sfert de milă.
7. După întindere, oțelul este decapat. Acest proces presupune trecerea acestuia printr-o serie de rezervoare care conțin acid sulfuric pentru a curăța metalul. Pentru a termina, se clătește cu apă rece și fierbinte, se usucă și apoi se rulează pe bobine mari și se ambalează pentru transport la o unitate de fabricare a țevilor.
8. Atât skelp, cât și țagle sunt folosite pentru a face țevi. Skelp este transformat în țeavă sudată. Mai întâi este plasat pe o mașină de derulat. Pe măsură ce bobina de oțel este derulată, aceasta este încălzită. Oțelul este apoi trecut printr-o serie de role canelate. Pe măsură ce trece, rolele fac ca marginile skelpului să se îndoaie împreună. Aceasta formează o țeavă nesudată.
9. Oțelul trece apoi prin electrozi de sudare. Aceste dispozitive etanșează cele două capete ale țevii împreună. Cusătura sudată este apoi trecută printr-o rolă de înaltă presiune care ajută la crearea unei suduri strânse. Țeava este apoi tăiată la lungimea dorită și stivuită pentru prelucrare ulterioară. Țeava de oțel sudată este un proces continuu și, în funcție de dimensiunea țevii, poate fi realizată cu o viteză de 1.100 ft (335,3 m) pe minut.
10. Când este nevoie de țevi fără sudură, pentru producție se folosesc țagle pătrate. Sunt încălzite și turnate pentru a forma o formă de cilindru, numită și rotundă. Rotunda este apoi pusă într-un cuptor unde este încălzită în alb. Rotunda încălzită este apoi rulată cu presiune mare. Această rulare la presiune înaltă face ca țagla să se întindă și să se formeze o gaură în centru. Deoarece această gaură are o formă neregulată, un punct de perforare în formă de glonț este împins prin mijlocul țaglei în timp ce este rulat. După etapa de perforare, țeava poate avea în continuare grosime și formă neregulată. Pentru a corecta aceasta se trece printr-o alta serie de laminoare.Prelucrare finala
11. După realizarea oricărui tip de țeavă, acestea pot fi trecute printr-o mașină de îndreptat. Ele pot fi, de asemenea, prevăzute cu îmbinări, astfel încât două sau mai multe bucăți de țeavă să poată fi conectate. Cel mai comun tip de îmbinare pentru țevi cu diametre mai mici este filetarea - caneluri strânse care sunt tăiate în capătul țevii. Țevile sunt trimise și printr-o mașină de măsurat. Aceste informații împreună cu alte date de control al calității sunt imprimate automat pe țeavă. Țeava este apoi pulverizată cu un strat ușor de ulei de protecție. Majoritatea conductelor sunt de obicei tratate pentru a preveni ruginirea. Acest lucru se face prin galvanizarea sau aplicarea unui strat de zinc. În funcție de utilizarea țevii, pot fi utilizate și alte vopsele sau acoperiri.
Controlul calității
Sunt luate o varietate de măsuri pentru a se asigura că țeava de oțel finită îndeplinește specificațiile. De exemplu, instrumentele cu raze X sunt folosite pentru a regla grosimea oțelului. Calibrele funcționează folosind două raze X. O rază este îndreptată către un oțel de grosime cunoscută. Celălalt este direcționat către oțelul care trece pe linia de producție. Dacă există vreo variație între cele două raze, indicatorul va declanșa automat o redimensionare a rolelor pentru a compensa.
Conductele sunt, de asemenea, inspectate pentru defecte la sfârșitul procesului. O metodă de testare a unei țevi este utilizarea unei mașini speciale. Această mașină umple țeava cu apă și apoi crește presiunea pentru a vedea dacă ține. Conductele defecte sunt returnate pentru fier vechi.