ท่อเหล็กทำอย่างไร

ท่อเหล็กมีความยาวท่อกลวงที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย พวกเขาผลิตโดยสองวิธีที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลให้ท่อเชื่อมหรือไร้รอยต่อ ในทั้งสองวิธีเหล็กดิบเป็นครั้งแรกในรูปแบบเริ่มต้นที่ใช้การได้มากขึ้น จากนั้นมันก็ถูกทำให้เป็นท่อโดยการยืดเหล็กออกไปเป็นท่อที่ไร้รอยต่อหรือบังคับให้ขอบเข้าด้วยกันและปิดผนึกด้วยรอยเชื่อม วิธีแรกสำหรับการผลิตท่อเหล็กได้รับการแนะนำในช่วงต้นปี 1800 และพวกเขาได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องในกระบวนการที่ทันสมัยที่เราใช้ในวันนี้ ในแต่ละปีมีการผลิตท่อเหล็กหลายล้านตัน ความเก่งกาจทำให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้บ่อยที่สุดที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมเหล็ก
ประวัติศาสตร์

ผู้คนใช้ท่อมาหลายพันปี บางทีการใช้ครั้งแรกคือโดยเกษตรกรโบราณที่เบี่ยงเบนน้ำจากลำธารและแม่น้ำเข้าสู่ทุ่งนาของพวกเขา หลักฐานทางโบราณคดีชี้ให้เห็นว่าจีนใช้ท่อกกสำหรับขนส่งน้ำไปยังสถานที่ที่ต้องการเร็วที่สุดเท่าที่หลอดดินดินเหนียว 2,000 ปีก่อนคริสตกาลที่ถูกค้นพบโดยอารยธรรมโบราณอื่น ๆ ได้ถูกค้นพบ ในช่วงศตวรรษที่หนึ่งโฆษณาตะกั่วแรกถูกสร้างขึ้นในยุโรป ในประเทศเขตร้อนมีการใช้ท่อไม้ไผ่ในการขนส่งน้ำ ชาวอเมริกันอาณานิคมใช้ไม้เพื่อจุดประสงค์ที่คล้ายกัน ในปี ค.ศ. 1652 การประปาครั้งแรกเกิดขึ้นในบอสตันโดยใช้บันทึกกลวง

ท่อเชื่อมจะเกิดขึ้นจากการกลิ้งแถบเหล็กผ่านชุดลูกกลิ้งร่องที่ปั้นวัสดุเป็นรูปวงกลม ถัดไปท่อที่ไม่ได้เชื่อมต่อผ่านอิเล็กโทรดเชื่อม อุปกรณ์เหล่านี้ปิดผนึกปลายทั้งสองของท่อเข้าด้วยกัน
เร็วเท่าที่ปี 1840 ช่างเหล็กสามารถผลิตหลอดได้อย่างไร้รอยต่อแล้ว ในวิธีหนึ่งหลุมถูกเจาะผ่านโลหะที่เป็นของแข็งรอบบิลเล็ต จากนั้นซิลเล็ตก็ถูกทำให้ร้อนและดึงผ่านชุดของตายซึ่งยาวขึ้นเพื่อสร้างท่อ วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพเพราะเป็นการยากที่จะเจาะรูตรงกลาง สิ่งนี้ส่งผลให้ท่อที่ไม่สม่ำเสมอโดยมีด้านหนึ่งหนากว่าอีกด้านหนึ่ง ในปี 1888 วิธีการที่ได้รับการปรับปรุงได้รับสิทธิบัตร ในกระบวนการนี้การเรียกเก็บเงินที่เป็นของแข็งนั้นถูกนำไปรอบ ๆ แกนอิฐไฟ เมื่อมันเย็นลงอิฐก็ถูกลบออกทิ้งรูไว้ตรงกลาง ตั้งแต่นั้นมาเทคนิคลูกกลิ้งใหม่ได้แทนที่วิธีการเหล่านี้
ออกแบบ

มีท่อเหล็กสองประเภทหนึ่งอันราบรื่นและอีกอันมีรอยต่อรอยเชื่อมเดียวตามความยาว ทั้งสองมีการใช้งานที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้วท่อที่ไม่มีรอยต่อจะมีน้ำหนักเบามากขึ้นและมีผนังทินเนอร์ พวกเขาใช้สำหรับจักรยานและการขนส่งของเหลว หลอด seamed นั้นหนักกว่าและเข้มงวดมากขึ้น มีความสอดคล้องที่ดีกว่าและมักจะตรง พวกเขาใช้สำหรับสิ่งต่าง ๆ เช่นการขนส่งก๊าซท่อสายไฟฟ้าและระบบประปา โดยทั่วไปแล้วจะใช้ในกรณีที่ท่อไม่ได้อยู่ภายใต้ความเครียดในระดับสูง

วัตถุดิบ

วัตถุดิบหลักในการผลิตท่อคือเหล็ก เหล็กประกอบด้วยเหล็กเป็นหลัก โลหะอื่น ๆ ที่อาจมีอยู่ในโลหะผสม ได้แก่ อลูมิเนียม, แมงกานีส, ไทเทเนียม, ทังสเตน, วานาเดียมและเซอร์โคเนียม บางครั้งวัสดุตกแต่งบางครั้งก็ใช้ในระหว่างการผลิต ตัวอย่างเช่นสีอาจเป็น
ท่อไร้รอยต่อผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการที่ทำให้ความร้อนและปั้นบิลเล็ตแข็งเป็นรูปทรงกระบอกแล้วม้วนมันจนกว่ามันจะยืดและกลวง เนื่องจากกึ่งกลางโพรงนั้นมีรูปร่างผิดปกติจุดเจาะรูปกระสุนจะถูกผลักผ่านกลางบิลเล็ตขณะที่มันถูกรีดท่อที่ไม่มีการผลิตโดยใช้กระบวนการที่ทำให้ความร้อนและปั้นบิลเล็ตแข็งเป็นรูปทรงกระบอก เนื่องจากศูนย์กลางของโพรงนั้นมีรูปร่างผิดปกติจุดเจาะรูปกระสุนจะถูกผลักผ่านกลางบิลเล็ตขณะที่มันถูกรีดใช้ถ้าท่อเคลือบ โดยทั่วไปแล้วน้ำมันจำนวนเล็กน้อยจะถูกนำไปใช้กับท่อเหล็กในตอนท้ายของสายการผลิต สิ่งนี้ช่วยปกป้องท่อ แม้ว่าจะไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป แต่กรดซัลฟิวริกใช้ในขั้นตอนการผลิตเดียวเพื่อทำความสะอาดท่อ

กระบวนการผลิต

ท่อเหล็กทำโดยสองกระบวนการที่แตกต่างกัน วิธีการผลิตโดยรวมสำหรับกระบวนการทั้งสองเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน ก่อนอื่นเหล็กดิบจะถูกแปลงเป็นรูปแบบที่ใช้งานได้มากขึ้น ถัดไปท่อจะเกิดขึ้นในสายการผลิตอย่างต่อเนื่องหรือกึ่ง ในที่สุดท่อจะถูกตัดและแก้ไขเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า การผลิตท่อเหล็กบางส่วนจะใช้เครื่องตัดเลเซอร์หลอดก่อนหน้านี้ตัดหรือโพรงท่อเพื่อเพิ่มการแข่งขันของหลอด

ท่อไร้รอยต่อผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการที่ทำให้ความร้อนและปั้นบิลเล็ตแข็งเป็นรูปทรงกระบอกแล้วม้วนมันจนกว่ามันจะยืดและกลวง เนื่องจากศูนย์กลางของโพรงนั้นมีรูปร่างผิดปกติจึงมีการผลักจุดเจาะรูปกระสุนปืนไปตรงกลางของบิลเล็ตเมื่อมันถูกรีด
การผลิตแบบ ingot

1. เหล็กหลอมเหลวทำจากแร่เหล็กหลอมเหลวและโค้ก (สารที่อุดมด้วยคาร์บอนซึ่งเป็นผลมาจากถ่านหินในกรณีที่ไม่มีอากาศ) ในเตาจากนั้นกำจัดคาร์บอนส่วนใหญ่โดยการระเบิดออกซิเจนลงในของเหลว จากนั้นเหล็กหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์เหล็กขนาดใหญ่ที่มีผนังหนาซึ่งมันเย็นลงในแท่ง

2. เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์แบนเช่นแผ่นและแผ่นหรือผลิตภัณฑ์ยาวเช่นแท่งและแท่งโลหะจะมีรูปร่างระหว่างลูกกลิ้งขนาดใหญ่ภายใต้แรงดันมหาศาลการผลิตบุปผาและแผ่นพื้น

3. เพื่อให้เป็นบานสะพรั่งจะถูกส่งผ่านลูกกลิ้งเหล็กร่องที่เรียงซ้อนกัน ลูกกลิ้งประเภทนี้เรียกว่า "โรงงานสองแห่งสูง" ในบางกรณีมีการใช้ลูกกลิ้งสามลูก ลูกกลิ้งถูกติดตั้งเพื่อให้ร่องของพวกเขาตรงกับและพวกเขาเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม การกระทำนี้ทำให้เหล็กถูกบีบและยืดออกเป็นชิ้นที่บางลงและยาวขึ้น เมื่อลูกกลิ้งกลับด้านโดยผู้ให้บริการมนุษย์เหล็กจะถูกดึงกลับมาทำให้มันบางลงและยาวขึ้น กระบวนการนี้ทำซ้ำจนกว่าเหล็กจะบรรลุรูปร่างที่ต้องการ ในระหว่างกระบวนการนี้เครื่องจักรที่เรียกว่า manipulators พลิกเหล็กเพื่อให้แต่ละด้านถูกประมวลผลอย่างสม่ำเสมอ

4. แท่งแท่งอาจม้วนเป็นแผ่นในกระบวนการที่คล้ายกับกระบวนการทำบาน เหล็กกล้าถูกส่งผ่านลูกกลิ้งแบบซ้อนกันคู่หนึ่งซึ่งยืดออก อย่างไรก็ตามยังมีลูกกลิ้งที่ติดตั้งอยู่ด้านข้างเพื่อควบคุมความกว้างของแผ่นพื้น เมื่อเหล็กได้รับรูปร่างที่ต้องการปลายที่ไม่สม่ำเสมอจะถูกตัดออกและแผ่นพื้นหรือบุปผาจะถูกตัดเป็นชิ้นที่สั้นลง

5. โดยทั่วไปแล้วบุปผาจะถูกประมวลผลต่อไปก่อนที่จะทำลงในท่อ บุปผาจะถูกแปลงเป็นบิลเล็ตโดยนำพวกเขาผ่านอุปกรณ์กลิ้งมากขึ้นซึ่งทำให้มันยาวนานขึ้นและแคบขึ้น บิลเล็ตถูกตัดโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่ากรรไกรบิน นี่คือกรรไกรที่ซิงโครไนซ์คู่หนึ่งที่แข่งกันพร้อมกับการเคลื่อนที่ของบิลเล็ตและตัดมัน สิ่งนี้จะช่วยให้การตัดที่มีประสิทธิภาพโดยไม่หยุดกระบวนการผลิต บิลเล็ตเหล่านี้ซ้อนกันและในที่สุดก็จะกลายเป็นท่อไร้รอยต่อ

6. แผ่นพื้นยังทำใหม่ เพื่อให้พวกเขามีความอ่อนไหวพวกเขาจะได้รับความร้อนเป็นครั้งแรกถึง 2,200 ° F (1,204 ° C) สิ่งนี้ทำให้เกิดการเคลือบออกไซด์เพื่อก่อตัวบนพื้นผิวของแผ่น การเคลือบนี้แตกออกด้วยเครื่องชั่งและสเปรย์น้ำแรงดันสูง แผ่นพื้นจะถูกส่งผ่านชุดลูกกลิ้งบนโรงสีร้อนและทำเหล็กแคบ ๆ บาง ๆ ที่เรียกว่า Skelp โรงสีนี้สามารถใช้เวลานานถึงครึ่งไมล์ เมื่อแผ่นพื้นผ่านลูกกลิ้งพวกมันจะผอมลงและยาวขึ้น ในช่วงเวลาประมาณสามนาทีสามารถแปลงแผ่นเหล็กเดี่ยวได้จากชิ้นเหล็กหนา 6 นิ้ว (15.2 ซม.) เป็นริบบิ้นเหล็กบาง ๆ ที่มีความยาวหนึ่งในสี่ไมล์

7. หลังจากยืดกล้ามเนื้อเหล็กจะดอง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้งานผ่านชุดของถังที่มีกรดซัลฟิวริกเพื่อทำความสะอาดโลหะ เพื่อให้เสร็จมันจะถูกล้างด้วยน้ำเย็นและน้ำร้อนแห้งแล้วม้วนขึ้นบนสปูลขนาดใหญ่และบรรจุเพื่อการขนส่งไปยังสิ่งอำนวยความสะดวกในการทำท่อ

8. ทั้ง Skelp และ Billets ใช้ทำท่อ Skelp ถูกสร้างขึ้นเป็นท่อเชื่อม มันถูกวางไว้ครั้งแรกบนเครื่องคลี่คลาย เมื่อสปูลของเหล็กกล้าไม่ได้รับความร้อน เหล็กจะถูกส่งผ่านลูกกลิ้งร่อง เมื่อผ่านไปแล้วลูกกลิ้งจะทำให้ขอบของ skelp ขดเข้าด้วยกัน รูปแบบนี้เป็นท่อที่ไม่ได้เชื่อมโยง

9. เหล็กผ่านไปโดยอิเล็กโทรดเชื่อม อุปกรณ์เหล่านี้ปิดผนึกปลายทั้งสองของท่อเข้าด้วยกัน ตะเข็บเชื่อมจะถูกส่งผ่านลูกกลิ้งแรงดันสูงซึ่งช่วยสร้างรอยเชื่อมแน่น จากนั้นท่อจะถูกตัดเป็นความยาวที่ต้องการและซ้อนกันเพื่อการประมวลผลเพิ่มเติม ท่อเหล็กเชื่อมเป็นกระบวนการต่อเนื่องและขึ้นอยู่กับขนาดของท่อสามารถทำได้เร็วถึง 1,100 ฟุต (335.3 ม.) ต่อนาที

10. เมื่อจำเป็นต้องใช้ท่อไร้รอยต่อสแควร์บิลเล็ตจะใช้สำหรับการผลิต พวกเขาถูกทำให้ร้อนและขึ้นรูปเป็นรูปทรงกระบอกหรือที่เรียกว่ารอบ จากนั้นรอบจะถูกใส่ในเตาเผาที่ร้อนแรงขาว จากนั้นรอบความร้อนจะถูกรีดด้วยแรงกดดันอย่างมาก การกลิ้งแรงดันสูงนี้ทำให้บิลเล็ตยืดออกและรูที่จะก่อตัวเป็นศูนย์กลาง เนื่องจากหลุมนี้มีรูปร่างผิดปกติจุดตัดยอดกระสุนถูกผลักผ่านกลางบิลเล็ตเมื่อมันถูกรีด หลังจากขั้นตอนการเจาะท่ออาจยังคงมีความหนาและรูปร่างผิดปกติ เพื่อแก้ไขสิ่งนี้จะถูกส่งผ่านโรงงานกลิ้งอีกชุดหนึ่งการประมวลผลรอบรองชนะเลิศ

11. หลังจากทำท่อทั้งสองประเภทแล้วพวกเขาอาจถูกใส่ผ่านเครื่องยืด พวกเขาอาจติดตั้งข้อต่อเพื่อเชื่อมต่อท่อสองชิ้นขึ้นไป ข้อต่อที่พบบ่อยที่สุดสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กคือเกลียว - ร่องแน่นที่ถูกตัดไปที่ปลายท่อ ท่อจะถูกส่งผ่านเครื่องวัด ข้อมูลนี้พร้อมกับข้อมูลการควบคุมคุณภาพอื่น ๆ จะถูกเขียนลงบนท่อโดยอัตโนมัติ จากนั้นท่อจะถูกฉีดพ่นด้วยการเคลือบน้ำมันป้องกันแสง ท่อส่วนใหญ่มักจะได้รับการรักษาเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดสนิม สิ่งนี้ทำโดยการชุบสังกะสีหรือให้สารเคลือบสังกะสี ขึ้นอยู่กับการใช้ท่ออาจใช้สีหรือการเคลือบอื่น ๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

การควบคุมคุณภาพ

มีการใช้มาตรการที่หลากหลายเพื่อให้แน่ใจว่าท่อเหล็กสำเร็จรูปตรงตามข้อกำหนด ตัวอย่างเช่นมาตรวัด X-ray ใช้เพื่อควบคุมความหนาของเหล็ก เกจทำงานโดยใช้รังสี X สองตัว หนึ่งรังสีถูกนำไปที่เหล็กที่มีความหนาที่รู้จัก อีกอันจะถูกส่งไปที่เหล็กผ่านบนสายการผลิต หากมีความแปรปรวนใด ๆ ระหว่างรังสีทั้งสองมาตรวัดจะทำให้การปรับขนาดของลูกกลิ้งโดยอัตโนมัติเพื่อชดเชย

ท่อยังได้รับการตรวจสอบสำหรับข้อบกพร่องในตอนท้ายของกระบวนการ วิธีหนึ่งในการทดสอบท่อคือการใช้เครื่องพิเศษ เครื่องนี้เติมท่อด้วยน้ำแล้วเพิ่มความดันเพื่อดูว่ามันถืออยู่หรือไม่ ท่อที่มีข้อบกพร่องจะถูกส่งคืนสำหรับเศษซาก