Çelik borularÇeşitli amaçlar için kullanılan uzun, içi boş tüplerdir. Kaynaklı veya dikişsiz boruyla sonuçlanan iki farklı yöntemle üretilirler. Her iki yöntemde de ham çelik öncelikle daha işlenebilir bir başlangıç formuna dönüştürülür. Daha sonra çeliğin dikişsiz bir boru halinde uzatılması veya kenarların birbirine zorlanması ve bir kaynakla kapatılması yoluyla bir boru haline getirilir. Çelik boru üretimine yönelik ilk yöntemler 1800'lü yılların başında ortaya çıktı ve bunlar, bugün kullandığımız modern süreçlere doğru giderek gelişti. Her yıl milyonlarca ton çelik boru üretiliyor. Çok yönlülüğü, onu çelik endüstrisi tarafından üretilen en sık kullanılan ürün haline getirmektedir.
Tarih
İnsanlar binlerce yıldır boru kullanmışlardır. Belki de ilk kullanım, suyu akarsulardan ve nehirlerden tarlalarına yönlendiren eski tarımcılar tarafından yapıldı. Arkeolojik kanıtlar, MÖ 2000 gibi erken bir tarihte Çinlilerin suyu istenilen yerlere taşımak için kamış boru kullandığını gösteriyor. Diğer eski uygarlıkların da kullandığı kil tüpler keşfedildi. MS 1. yüzyılda Avrupa'da ilk kurşun borular inşa edildi. Tropikal ülkelerde suyu taşımak için bambu borular kullanılıyordu. Sömürge Amerikalılar ahşabı benzer bir amaç için kullandılar. 1652'de Boston'da ilk su işleri içi boş kütükler kullanılarak yapıldı.
Kaynaklı boru, çelik şeritlerin, malzemeyi dairesel bir şekle sokan bir dizi yivli silindir boyunca haddelenmesiyle oluşturulur. Daha sonra kaynaksız boru kaynak elektrotlarının yanından geçer. Bu cihazlar borunun iki ucunu birbirine kapatır.
1840 gibi erken bir tarihte demir işçileri dikişsiz borular üretebiliyordu. Yöntemlerden birinde, katı metal, yuvarlak bir kütük boyunca bir delik açıldı. Daha sonra kütük ısıtıldı ve bir boru oluşturacak şekilde uzatılan bir dizi kalıptan geçirildi. Bu yöntem verimsizdi çünkü ortasındaki deliği delmek zordu. Bu, bir tarafı diğerinden daha kalın olan düzensiz bir boruyla sonuçlandı. 1888'de geliştirilmiş bir yönteme patent verildi. Bu süreçte katı fatura, yanmaz bir tuğla çekirdeğin etrafına döküldü. Soğuyunca tuğla ortada bir delik bırakılarak çıkarıldı. O tarihten bu yana bu yöntemlerin yerini yeni silindir teknikleri almıştır.
Tasarım
İki tip çelik boru vardır; biri dikişsiz, diğeri ise uzunluğu boyunca tek kaynaklı dikişe sahiptir. Her ikisinin de farklı kullanımları vardır. Dikişsiz borular genellikle daha hafiftir ve daha ince duvarlara sahiptir. Bisikletlerde ve sıvıların taşınmasında kullanılırlar. Dikişli borular daha ağır ve daha serttir. Daha iyi bir tutarlılığa sahiptirler ve genellikle daha düzdürler. Gaz taşımacılığı, elektrik boruları ve sıhhi tesisat gibi şeyler için kullanılırlar. Tipik olarak borunun yüksek derecede strese maruz kalmadığı durumlarda kullanılırlar.
İşlenmemiş içerikler
Boru üretiminde ana hammadde çeliktir. Çelik esas olarak demirden oluşur. Alaşımda bulunabilecek diğer metaller arasında alüminyum, manganez, titanyum, tungsten, vanadyum ve zirkonyum yer alır. Bazen üretim sırasında bazı kaplama malzemeleri kullanılır. Mesela boya olabilir.
Dikişsiz boru, katı bir kütüğün ısıtılıp silindirik bir şekle dönüştürüldüğü ve daha sonra gerilip içi boş olana kadar yuvarlandığı bir işlem kullanılarak üretilir. İçi boş merkezin şekli düzensiz olduğu için, yuvarlanırken kütüğün ortasından kurşun şeklinde bir delme noktası itilir. Dikişsiz boru, katı kütüğü ısıtıp kalıplayarak silindirik bir şekle sokan ve daha sonra onu yuvarlayan bir işlem kullanılarak üretilir. gerilip içi boş olana kadar. İçi boş olan merkezin şekli düzensiz olduğundan kurşun şeklinde bir delici uç haddelenirken kütüğün ortasından itilir. Boru kaplanmışsa kullanılır. Tipik olarak üretim hattının sonunda çelik borulara az miktarda yağ uygulanır. Bu borunun korunmasına yardımcı olur. Aslında bitmiş ürünün bir parçası olmasa da, sülfürik asit bir üretim adımında boruyu temizlemek için kullanılır.
Üretim Süreci
Çelik borular iki farklı işlemle yapılır. Her iki proses için de genel üretim yöntemi üç adımdan oluşur. Öncelikle ham çelik daha işlenebilir bir forma dönüştürülür. Daha sonra boru sürekli veya yarı sürekli bir üretim hattında oluşturulur. Son olarak boru müşterinin ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde kesilir ve değiştirilir.
Dikişsiz boru, katı bir kütüğün ısıtılıp silindirik bir şekle dönüştürüldüğü ve daha sonra gerilip içi boş olana kadar yuvarlandığı bir işlem kullanılarak üretilir. İçi boş merkezin şekli düzensiz olduğundan, yuvarlanırken kütüğün ortasından kurşun şeklinde bir delici nokta itilir.
Külçe üretimi
1. Erimiş çelik, demir cevheri ve kokunun (kömürün hava yokluğunda ısıtıldığında ortaya çıkan karbon açısından zengin bir madde) bir fırında eritilmesi, ardından sıvıya oksijen püskürtülerek karbonun çoğunun çıkarılmasıyla yapılır. Erimiş çelik daha sonra büyük, kalın duvarlı demir kalıplara dökülür ve burada külçe halinde soğutulur.
2. Levha ve levha gibi düz ürünler veya çubuk ve çubuk gibi uzun ürünler oluşturmak için külçeler büyük silindirler arasında muazzam basınç altında şekillendirilir. Çiçek ve levha üretimi
3. Bir çiçek oluşturmak için külçe, istiflenmiş bir çift yivli çelik silindirden geçirilir. Bu tür silindirlere "iki yüksek değirmenler" adı verilir. Bazı durumlarda üç silindir kullanılır. Silindirler, olukları çakışacak şekilde monte edilir ve zıt yönlerde hareket ederler. Bu hareket çeliğin daha ince, daha uzun parçalara sıkıştırılmasına ve gerilmesine neden olur. Silindirler insan operatör tarafından ters çevrildiğinde çelik geri çekilerek daha ince ve daha uzun hale gelir. Bu işlem çelik istenilen şekle gelinceye kadar tekrarlanır. Bu işlem sırasında manipülatör adı verilen makineler çeliği çevirerek her iki tarafın eşit şekilde işlenmesini sağlar.
4. Külçeler aynı zamanda blum yapma işlemine benzer bir işlemle levhalar halinde yuvarlanabilir. Çelik, onu geren bir çift istiflenmiş silindirden geçirilir. Ancak levhaların genişliğini kontrol etmek için yan tarafa monte edilmiş silindirler de vardır. Çelik istenilen şekli aldığında düzgün olmayan uçlar kesilir ve levhalar veya çiçekler daha kısa parçalara kesilir.İleri işlemler
5. Çiçekler genellikle boru haline getirilmeden önce daha fazla işlenir. Çiçekler, onları daha uzun ve daha dar hale getiren daha fazla yuvarlanma cihazından geçirilerek kütüklere dönüştürülür. Kütükler uçan makas adı verilen cihazlarla kesiliyor. Bunlar, hareketli kütük ile birlikte yarışan ve onu kesen bir çift senkronize makastır. Bu, üretim sürecini durdurmadan verimli kesimlere olanak tanır. Bu kütükler istiflenir ve sonunda dikişsiz boru haline gelir.
6. Döşemeler de yeniden işlenir. Bunları dövülebilir hale getirmek için önce 2.200° F'ye (1.204° C) ısıtılır. Bu, levhanın yüzeyinde bir oksit kaplamanın oluşmasına neden olur. Bu kaplama kireç kırıcı ve yüksek basınçlı su spreyi ile kırılır. Levhalar daha sonra sıcak bir değirmendeki bir dizi silindirden geçirilir ve skelp adı verilen ince, dar çelik şeritler haline getirilir. Bu değirmen yarım mil kadar uzun olabilir. Levhalar silindirlerden geçerken incelir ve uzar. Yaklaşık üç dakika içinde tek bir levha, 6 inç (15,2 cm) kalınlığındaki bir çelik parçasından, çeyrek mil uzunluğunda olabilen ince bir çelik şeride dönüştürülebilir.
7. Gerdirildikten sonra çelik turşulanır. Bu işlem, metali temizlemek için sülfürik asit içeren bir dizi tanktan geçirilmesini içerir. Son olarak soğuk ve sıcak su ile durulanır, kurutulur ve büyük makaralara sarılarak boru üretim tesisine nakledilmek üzere paketlenir. Boru yapımı
8. Boru yapımında hem skelp hem de kütük kullanılır. Skelp kaynaklı boru haline getirilir. İlk önce bir açma makinesine yerleştirilir. Çelik makara açıldıkça ısınır. Çelik daha sonra bir dizi yivli silindirden geçirilir. Geçerken silindirler, skelpin kenarlarının birlikte kıvrılmasına neden olur. Bu kaynaklanmamış bir boru oluşturur.
9. Çelik daha sonra kaynak elektrotlarından geçer. Bu cihazlar borunun iki ucunu birbirine kapatır. Kaynak dikişi daha sonra sıkı bir kaynak oluşturmaya yardımcı olan yüksek basınçlı bir silindirden geçirilir. Boru daha sonra istenen uzunlukta kesilir ve daha sonraki işlemler için istiflenir. Kaynaklı çelik boru sürekli bir işlemdir ve borunun boyutuna bağlı olarak dakikada 1.100 ft (335,3 m) kadar hızlı yapılabilir.
10. Dikişsiz boruya ihtiyaç duyulduğunda üretim için kare kütükler kullanılır. Yuvarlak olarak da adlandırılan silindir şeklini oluşturmak için ısıtılır ve kalıplanırlar. Yuvarlak daha sonra beyaz-sıcak ısıtıldığı bir fırına konur. Isıtılan yuvarlak daha sonra büyük bir basınçla yuvarlanır. Bu yüksek basınçlı haddeleme kütüğün uzamasına ve ortasında bir delik oluşmasına neden olur. Bu delik düzensiz şekilli olduğundan, yuvarlanırken kütüğün ortasından kurşun şeklinde bir delici nokta itilir. Delme aşamasından sonra boru hala düzensiz kalınlıkta ve şekilde olabilir. Bunu düzeltmek için başka bir dizi haddehaneden geçirilir. Son işlem
11. Her iki tip boru da yapıldıktan sonra doğrultma makinesinden geçirilebilir. Ayrıca iki veya daha fazla boru parçasının bağlanabilmesi için bağlantı noktaları da takılabilir. Daha küçük çaplı borular için en yaygın bağlantı türü, borunun ucuna kesilen sıkı oyuklar olan diş açmadır. Borular ayrıca bir ölçüm makinesinden geçirilir. Bu bilgi, diğer kalite kontrol verileriyle birlikte borunun üzerine otomatik olarak şablonla yazılır. Daha sonra boruya hafif bir koruyucu yağ kaplaması püskürtülür. Çoğu boru genellikle paslanmasını önlemek için işlemden geçirilir. Bu, galvanizlenerek veya çinko kaplama yapılarak yapılır. Borunun kullanımına bağlı olarak başka boyalar veya kaplamalar da kullanılabilir.
Kalite Kontrol
Bitmiş çelik borunun spesifikasyonları karşılamasını sağlamak için çeşitli önlemler alınır. Örneğin çeliğin kalınlığını düzenlemek için x-ışını ölçüm cihazları kullanılır. Göstergeler iki x ışınından faydalanarak çalışır. Bir ışın kalınlığı bilinen bir çeliğe yönlendirilir. Diğeri ise üretim hattından geçen çeliğe yöneliktir. İki ışın arasında herhangi bir farklılık varsa gösterge, bunu telafi etmek için otomatik olarak silindirlerin yeniden boyutlandırılmasını tetikleyecektir.
İşlemin sonunda borular da kusur açısından incelenir. Boruyu test etmenin bir yöntemi özel bir makine kullanmaktır. Bu makine boruyu suyla dolduruyor ve daha sonra tutup tutmadığını görmek için basıncı artırıyor. Arızalı borular hurda olarak iade edilir.