Stålrör är långa, ihåliga rör som används för en mängd olika ändamål. De tillverkas med två distinkta metoder som resulterar i antingen ett svetsat eller sömlöst rör. I båda metoderna gjuts råstål först till en mer bearbetbar startform. Det görs sedan till ett rör genom att sträcka ut stålet till ett sömlöst rör eller genom att tvinga ihop kanterna och täta dem med en svets. De första metoderna för att tillverka stålrör introducerades i början av 1800-talet, och de har stadigt utvecklats till de moderna processer vi använder idag. Varje år produceras miljontals ton stålrör. Dess mångsidighet gör den till den mest använda produkten som tillverkas av stålindustrin.
Historia
Människor har använt rör i tusentals år. Den första användningen var kanske av forntida jordbrukare som avledde vatten från bäckar och floder till sina åkrar. Arkeologiska bevis tyder på att kineserna använde vassrör för att transportera vatten till önskade platser så tidigt som 2000 f.Kr. Lerrör som användes av andra forntida civilisationer har upptäckts. Under det första århundradet e.Kr. konstruerades de första blyrören i Europa. I tropiska länder användes bamburör för att transportera vatten. Kolonialamerikaner använde trä för liknande ändamål. År 1652 gjordes det första vattenverket i Boston med ihåliga stockar.
Svetsade rör bildas genom att rulla stålband genom en serie räfflade rullar som formar materialet till en cirkulär form. Därefter passerar det osvetsade röret genom svetselektroder. Dessa anordningar tätar de två ändarna av röret tillsammans.
Redan 1840 kunde järnarbetare tillverka sömlösa rör. I en metod borrades ett hål genom en solid, rund ämne av metall. Ämnet värmdes sedan upp och drogs genom en serie stansar som förlängde det för att bilda ett rör. Denna metod var ineffektiv eftersom det var svårt att borra hålet i mitten. Detta resulterade i ett ojämnt rör med ena sidan tjockare än den andra. 1888 fick en förbättrad metod patent. I denna process göts den fasta räkningen runt en eldsäker tegelkärna. När den svalnade togs tegelstenen bort och lämnade ett hål i mitten. Sedan dess har nya rulltekniker ersatt dessa metoder.
Design
Det finns två typer av stålrör, ett är sömlöst och ett annat har en enkel svetsad söm längs sin längd. Båda har olika användningsområden. Sömlösa rör är vanligtvis mer lätta och har tunnare väggar. De används för cyklar och transport av vätskor. Falsade rör är tyngre och styvare. De har en bättre konsistens och är vanligtvis rakare. De används för saker som gastransport, elektriska ledningar och VVS. Vanligtvis används de i fall då röret inte utsätts för en hög grad av stress.
Råvaror
Den primära råvaran i rörtillverkning är stål. Stål består av främst järn. Andra metaller som kan finnas i legeringen inkluderar aluminium, mangan, titan, volfram, vanadin och zirkonium. Vissa efterbehandlingsmaterial används ibland under produktionen. Till exempel kan färg vara.
Sömlösa rör tillverkas med en process som värmer och formar ett fast ämne till en cylindrisk form och sedan rullar det tills det sträcks och urholkas. Eftersom den ihåliga mitten är oregelbundet formad, trycks en kulformad hålspets genom mitten av ämnet när det rullas. Sömlöst rör tillverkas med en process som värmer och formar ett fast ämne till en cylindrisk form och sedan rullar det tills den är sträckt och ihålig. Eftersom den ihåliga mitten är oregelbundet formad, trycks en kulformad hålspets genom mitten av ämnet när det rullas. Används om röret är belagt. Vanligtvis appliceras en liten mängd olja på stålrör i slutet av produktionslinjen. Detta hjälper till att skydda röret. Även om det faktiskt inte är en del av den färdiga produkten, används svavelsyra i ett tillverkningssteg för att rengöra röret.
Tillverkningsprocessen
Stålrör tillverkas genom två olika processer. Den övergripande produktionsmetoden för båda processerna omfattar tre steg. Först omvandlas råstål till en mer bearbetbar form. Därefter formas röret på en kontinuerlig eller halvkontinuerlig produktionslinje. Slutligen kapas och modifieras röret för att möta kundens behov. Vissa stålrörstillverkare kommer att användarörlaserskärmaskinatt tidigare skära eller urholka röret för att öka rörens konkurrenskraft
Sömlösa rör tillverkas med en process som värmer och formar ett fast ämne till en cylindrisk form och sedan rullar det tills det sträcks och urholkas. Eftersom den ihåliga mitten är oregelbundet formad, trycks en kulformad hålspets genom mitten av ämnet när det rullas.
Göttillverkning
1. Smält stål tillverkas genom att smälta järnmalm och koks (ett kolrikt ämne som uppstår när kol värms upp i frånvaro av luft) i en ugn och sedan avlägsna det mesta av kolet genom att spränga syre i vätskan. Det smälta stålet hälls sedan i stora, tjockväggiga järnformar, där det svalnar till göt.
2. För att forma platta produkter som plattor och plåt, eller långa produkter som stänger och stavar, formas göt mellan stora rullar under enormt tryck. Producerar blommor och plattor
3. För att få fram en blomning förs götet genom ett par räfflade stålrullar som staplas. Dessa typer av valsar kallas "tvåhöga kvarnar". I vissa fall används tre rullar. Rullarna är monterade så att deras spår sammanfaller och de rör sig i motsatta riktningar. Denna åtgärd gör att stålet kläms och sträcks till tunnare, längre bitar. När rullarna vänds om av den mänskliga operatören, dras stålet tillbaka genom att göra det tunnare och längre. Denna process upprepas tills stålet uppnår önskad form. Under denna process vänder maskiner som kallas manipulatorer stålet så att varje sida bearbetas jämnt.
4. Tackor kan också rullas till plattor i en process som liknar blomningsprocessen. Stålet förs genom ett par staplade rullar som sträcker det. Men det finns även rullar monterade på sidan för att styra plattornas bredd. När stålet får önskad form skärs de ojämna ändarna av och plattorna eller blommorna skärs i kortare bitar.Vidare bearbetning
5. Blommor bearbetas vanligtvis ytterligare innan de görs till rör. Blommor omvandlas till ämnen genom att de förs genom fler rullningsanordningar som gör dem längre och smalare. Ämnen skärs av anordningar som kallas flygsaxar. Dessa är ett par synkroniserade saxar som rasar tillsammans med det rörliga ämnet och klipper det. Detta möjliggör effektiva skärningar utan att stoppa tillverkningsprocessen. Dessa ämnen staplas och kommer så småningom att bli sömlösa rör.
6. Skivor omarbetas också. För att göra dem formbara värms de först upp till 2 200 ° F (1 204 ° C). Detta gör att en oxidbeläggning bildas på ytan av plattan. Denna beläggning bryts av med en skalbrytare och högtrycksvattenspray. Skivorna skickas sedan genom en serie rullar på en varmkvarn och görs till tunna smala stålremsor som kallas skelp. Denna kvarn kan vara så lång som en halv mil. När plattorna passerar genom valsarna blir de tunnare och längre. Under loppet av cirka tre minuter kan en enda platta omvandlas från ett 6 tum (15,2 cm) tjockt stålstycke till ett tunt stålband som kan vara en kvarts mil långt.
7. Efter sträckning betas stålet. Denna process innebär att den körs genom en serie tankar som innehåller svavelsyra för att rengöra metallen. Som avslutning sköljs den med kallt och varmt vatten, torkas och rullas sedan upp på stora spolar och packas för transport till en rörtillverkningsanläggning.
8. Både skelett och ämnen används för att tillverka rör. Skelp görs till svetsade rör. Den placeras först på en avrullningsmaskin. När stålspolen rullas av värms den upp. Stålet förs sedan genom en serie räfflade rullar. När den passerar förbi får rullarna kanterna på skelpen att krulla ihop sig. Detta bildar ett osvetsat rör.
9. Stålet passerar sedan genom svetselektroder. Dessa anordningar tätar de två ändarna av röret tillsammans. Den svetsade sömmen förs sedan genom en högtrycksrulle som hjälper till att skapa en tät svets. Röret kapas sedan till önskad längd och staplas för vidare bearbetning. Svetsade stålrör är en kontinuerlig process och beroende på storleken på röret kan det göras så snabbt som 1 100 fot (335,3 m) per minut.
10. När sömlösa rör behövs används fyrkantiga ämnen för produktion. De värms upp och formas till en cylinderform, även kallad rund. Skålen sätts sedan i en ugn där den värms vitglödig. Den uppvärmda rundan rullas sedan med stort tryck. Denna högtrycksvalsning gör att ämnet sträcker sig ut och ett hål bildas i mitten. Eftersom detta hål är oregelbundet format, trycks en kulformad hålspets genom mitten av ämnet när det rullas. Efter håltagningsstadiet kan röret fortfarande ha oregelbunden tjocklek och form. För att korrigera detta passerar den genom en annan serie valsverk. Slutlig bearbetning
11. Efter att båda typerna av rör har tillverkats kan de sättas genom en riktningsmaskin. De kan också förses med skarvar så att två eller flera rörstycken kan anslutas. Den vanligaste typen av skarv för rör med mindre diametrar är gängning — täta spår som skärs i änden av röret. Rören skickas också genom en mätmaskin. Denna information tillsammans med andra kvalitetskontrolldata är automatiskt stencilerad på röret. Röret sprayas sedan med en lätt beläggning av skyddsolja. De flesta rör behandlas vanligtvis för att förhindra att det rostar. Detta görs genom att galvanisera den eller ge den en beläggning av zink. Beroende på användningen av röret kan andra färger eller beläggningar användas.
Kvalitetskontroll
En mängd olika åtgärder vidtas för att säkerställa att det färdiga stålröret uppfyller specifikationerna. Till exempel används röntgenmätare för att reglera stålets tjocklek. Mätarna fungerar genom att använda två röntgenstrålar. En stråle riktas mot ett stål med känd tjocklek. Den andra är riktad mot det passerande stålet på produktionslinjen. Om det finns någon skillnad mellan de två strålarna kommer mätaren automatiskt att utlösa en storleksändring av rullarna för att kompensera.
Rör inspekteras också för defekter i slutet av processen. En metod för att testa ett rör är att använda en speciell maskin. Denna maskin fyller röret med vatten och ökar sedan trycket för att se om det håller. Defekta rör returneras för skrot.