Çelik borular, çeşitli amaçlar için kullanılan uzun, içi boş tüplerdir. Kaynak veya kesintisiz bir boru ile sonuçlanan iki farklı yöntemle üretilirler. Her iki yöntemde, çiğ çelik ilk olarak daha uygulanabilir bir başlangıç formuna dökülür. Daha sonra çeliği kesintisiz bir tüpe uzatarak veya kenarları bir araya getirip bir kaynakla sızdırmaz hale getirerek bir boruya yapılır. Çelik boru üretmek için ilk yöntemler 1800'lerin başında tanıtıldı ve bugün kullandığımız modern süreçlere sürekli olarak gelişti. Her yıl milyonlarca ton çelik boru üretiliyor. Çok yönlülüğü, onu çelik endüstrisi tarafından üretilen en sık kullanılan ürün haline getirir.
Tarih
İnsanlar binlerce yıldır boru kullanıyorlar. Belki de ilk kullanım, akarsulardan ve nehirlerden suyunu tarlalarına yönlendiren eski tarımcıların idi. Arkeolojik kanıtlar, Çinlilerin diğer antik medeniyetler tarafından kullanılan MÖ 2000 gibi erken saatlerde su taşımak için kamış borusu kullandığını göstermektedir. MS birinci yüzyılda, ilk kurşun borular Avrupa'da inşa edildi. Tropikal ülkelerde su taşımak için bambu tüpler kullanıldı. Sömürge Amerikalılar benzer bir amaç için ahşap kullandılar. 1652'de ilk su işleri Boston'da içi boş kütükler kullanılarak yapıldı.
Kaynaklı boru, malzemeyi dairesel bir şekle dönüştüren bir dizi oluklu silindirden çelik şeritleri yuvarlayarak oluşturulur. Ardından, istenmeyen boru kaynak elektrotları ile geçer. Bu cihazlar borunun iki ucunu birlikte kapatır.
1840 gibi erken bir tarihte, demir işçileri zaten sorunsuz tüpler üretebilirler. Bir yöntemde, katı bir metal, yuvarlak kütükten bir delik açıldı. Daha sonra kütük ısıtıldı ve bir boru oluşturmak için uzatan bir dizi kalıptan çekildi. Bu yöntem verimsizdi çünkü merkezdeki deliği delmek zordu. Bu, bir tarafın diğerinden daha kalın olduğu eşit olmayan bir boru ile sonuçlandı. 1888'de geliştirilmiş bir yönteme patent verildi. Bu süreçte katı faturalandırılan bir yangın tuğla çekirdeğinin etrafına atıldı. Soğutulduğunda, tuğla ortada bir delik bırakarak çıkarıldı. O zamandan beri yeni silindir teknikleri bu yöntemlerin yerini aldı.
Tasarım
İki tip çelik boru vardır, biri sorunsuz, diğeri uzunluğu boyunca tek bir kaynaklı dikiş vardır. Her ikisinin de farklı kullanımları var. Sakinsiz tüpler tipik olarak daha hafiftir ve daha ince duvarlara sahiptir. Bisikletler ve sıvıların taşınması için kullanılırlar. Dikişli tüpler daha ağır ve daha serttir. Daha iyi bir kıvama sahiptir ve tipik olarak daha düzdür. Gaz taşımacılığı, elektrikli kanal ve sıhhi tesisat gibi şeyler için kullanılırlar. Tipik olarak, borunun yüksek bir stres altına alınmadığı durumlarda kullanılırlar.
İşlenmemiş içerikler
Boru üretiminde birincil hammadde çeliktir. Çelik öncelikle demirden oluşur. Alaşımda bulunabilecek diğer metaller arasında alüminyum, manganez, titanyum, tungsten, vanadyum ve zirkonyum bulunur. Bazı bitirme malzemeleri bazen üretim sırasında kullanılır. Örneğin, boya olabilir.
Dikişsiz boru, katı bir kütleyi silindirik bir şekle ısıtan ve kalıplayan bir işlem kullanılarak üretilir ve daha sonra gerilip oyalanana kadar yuvarlar. İçi boş merkez düzensiz şekilli olduğundan, mermi şeklindeki bir delici noktası, yuvarlanırken kütüklerin ortasından itilir. Katı bir kütleyi silindirik bir şekle ısıtan ve kalıplayan bir işlem kullanılarak üretilir ve daha sonra gerilip oyalanana kadar yuvarlanır. İçi boş merkez düzensiz şekilli olduğundan, mermi şeklindeki bir delici noktası, yuvarlandığı gibi kütüklerin ortasından itilir. Boru kaplanmışsa kullanılır. Tipik olarak, üretim hattının sonunda çelik borulara hafif miktarda yağ uygulanır. Bu boruyu korumaya yardımcı olur. Aslında bitmiş ürünün bir parçası olmasa da, boruyu temizlemek için bir üretim adımında sülfürik asit kullanılır.
Üretim süreci
Çelik borular iki farklı işlemle yapılır. Her iki işlem için genel üretim yöntemi üç adım içerir. İlk olarak, çiğ çelik daha uygulanabilir bir forma dönüştürülür. Daha sonra, boru sürekli veya yarı sürdürücü bir üretim hattında oluşur. Son olarak, boru müşterinin ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde kesilir ve değiştirilir. Bazı çelik boru üretimi kullanacaktüp lazer kesme makinesiTüplerin rekabetini arttırmak için tüpün önceki kesilmesine veya oyuğa
Dikişsiz boru, katı bir kütleyi silindirik bir şekle ısıtan ve kalıplayan bir işlem kullanılarak üretilir ve daha sonra gerilip oyalanana kadar yuvarlar. İçi boş merkez düzensiz şekilli olduğundan, mermi şeklindeki bir delici noktası, yuvarlanırken kütüklerin ortasından itilir.
İç üretim
1. Erimiş çelik, bir fırında eriyen demir cevheri ve kok (kömür havanın yokluğunda ısıtıldığında sonuçlanan karbon açısından zengin bir madde) ile yapılır, daha sonra oksijeni sıvıya patlatarak karbonun çoğunu çıkarır. Erimiş çelik daha sonra büyük, kalın duvarlı demir kalıplara dökülür, burada külçelere soğur.
2. Plakalar ve tabakalar gibi düz ürünler veya çubuklar ve çubuklar gibi uzun ürünler oluşturmak için, büyük silindirler arasında muazzam basınç altında şekillendirilir.
3. Bir çiçek üretmek için, külçe istiflenmiş bir çift oluklu çelik silindirden geçirilir. Bu tür silindirlere “iki yüksek değirmen” denir. Bazı durumlarda, üç silindir kullanılır. Silindirler, oluklarının çakışacağı şekilde monte edilir ve zıt yönlerde hareket ederler. Bu eylem, çeliğin sıkılmasına ve daha ince, daha uzun parçalara gerilmesine neden olur. Silindirler insan operatörü tarafından tersine çevrildiğinde, çelik daha ince ve daha uzun hale getirerek geri çekilir. Bu işlem, çelik istenen şekle ulaşana kadar tekrarlanır. Bu işlem sırasında, manipülatörler olarak adlandırılan makineler çeliği her iki tarafın eşit şekilde işlenecek şekilde çevirir.
4. Çelik, geren bir çift istiflenmiş silindirden geçirilir. Bununla birlikte, levhaların genişliğini kontrol etmek için yana monte edilmiş silindirler de vardır. Çelik istenen şekli elde ettiğinde, eşit olmayan uçlar kesilir ve levhalar veya çiçekler daha kısa parçalara ayrılır.
5. Bloomlar tipik olarak borulara yapılmadan önce daha fazla işlenir. Çiçekler, daha uzun ve daha dar hale getiren daha fazla yuvarlanan cihazdan koyarak kütüklere dönüştürülür. Kütükler uçan makas olarak bilinen cihazlar tarafından kesilir. Bunlar, hareketli kütükle birlikte yarışan ve kesen bir çift senkronize makas. Bu, üretim işlemini durdurmadan verimli kesintilere izin verir. Bu kütükler istiflenir ve sonunda sorunsuz boru haline gelir.
6. Döşemeler de yeniden işlenir. Onları dövülebilir hale getirmek için önce 1.204 ° C'ye (2.200 ° F) ısıtılırlar. Bu, levhanın yüzeyinde bir oksit kaplamanın oluşmasına neden olur. Bu kaplama bir ölçek kesici ve yüksek basınçlı su spreyi ile kırılmıştır. Döşemeler daha sonra sıcak bir değirmen üzerinde bir dizi silindirden gönderilir ve Skelp adı verilen ince dar çelik şeritlere dönüştürülür. Bu değirmen yarım mil kadar uzun olabilir. Döşemeler silindirlerden geçtikçe daha ince ve daha uzun olurlar. Yaklaşık üç dakika boyunca tek bir levha, çeyrek mil uzunluğunda olabilen 6 inç (15.2 cm) kalınlığında çelik parçasından ince bir çelik şuraya dönüştürülebilir.
7. Gerildikten sonra çelik turşu olur. Bu işlem, metali temizlemek için sülfürik asit içeren bir dizi tanktan geçirmeyi içerir. Bitirmek için, soğuk ve sıcak su ile durulanır, kurutulur ve daha sonra büyük makaralara yuvarlanır ve bir boru yapım tesisine nakledilir.
8. Boru yapmak için hem Skelp hem de kütükler kullanılır. Skelp kaynaklı boruya yapılır. İlk olarak bir gevşeme makinesine yerleştirilir. Çelik makarası açıldıkça ısıtılır. Çelik daha sonra bir dizi oluklu silindirden geçirilir. Geçtikçe, silindirler Skelp'in kenarlarının birlikte kıvrılmasına neden olur. Bu istenmeyen bir boru oluşturur.
9. Çelik daha sonra kaynak elektrotları ile geçer. Bu cihazlar borunun iki ucunu birlikte kapatır. Kaynaklı dikiş daha sonra sıkı bir kaynak yaratmaya yardımcı olan yüksek basınçlı bir silindirden geçirilir. Boru daha sonra istenen bir uzunluğa kesilir ve daha fazla işlem için istiflenir. Kaynaklı çelik boru sürekli bir işlemdir ve borunun boyutuna bağlı olarak, dakikada 335,3 m kadar hızlı yapılabilir.
10. Kesintisiz boru gerektiğinde, üretim için kare kütükler kullanılır. Tur olarak da adlandırılan bir silindir şekli oluşturacak şekilde ısıtılır ve kalıplanmıştır. Tur daha sonra ısıtılmış beyaz sıcak olduğu bir fırına konur. Isıtmalı tur daha sonra büyük bir basınçla yuvarlanır. Bu yüksek basınçlı yuvarlanma kütüklerin uzamasına ve merkezde bir delik oluşmasına neden olur. Bu delik düzensiz şekilli olduğundan, mermi şeklindeki bir delici noktası, yuvarlanırken kütüklerin ortasından itilir. Piercing aşamasından sonra, boru hala düzensiz kalınlık ve şekil olabilir. Bunu düzeltmek için başka bir dizi haddeleme değirmeni.
11. Her iki boru da yapıldıktan sonra, bir düzleştirici makineden konabilirler. Ayrıca, iki veya daha fazla borunun bağlanabilmesi için eklemlerle donatılabilir. Daha küçük çaplara sahip borular için en yaygın eklem türü, borunun ucuna kesilen etkin oluklardır. Borular ayrıca bir ölçüm makinesinden gönderilir. Bu bilgiler, diğer kalite kontrol verileri ile birlikte boru üzerinde otomatik olarak işlenir. Boru daha sonra hafif bir koruyucu yağ kaplaması ile püskürtülür. Çoğu borunun paslanmasını önlemek için tipik olarak tedavi edilir. Bu, galvanizlenerek veya çinko kaplaması vererek yapılır. Borunun kullanımına bağlı olarak, diğer boyalar veya kaplamalar kullanılabilir.
Kalite kontrolü
Bitmiş çelik borunun spesifikasyonları karşılamasını sağlamak için çeşitli önlemler alınmıştır. Örneğin, çeliğin kalınlığını düzenlemek için X-ışını göstergeleri kullanılır. Göstergeler iki X ışını kullanarak çalışır. Bir ışın bilinen kalınlıkta bir çeliğe yönlendirilir. Diğeri, üretim hattındaki geçen çeliğe yönlendirilir. İki ışın arasında herhangi bir varyans varsa, gösterge, telafi etmek için silindirlerin yeniden boyutlandırılmasını otomatik olarak tetikler.
Borular da işlemin sonunda kusurlar için denetlenir. Bir boruyu test etmenin bir yöntemi özel bir makine kullanmaktır. Bu makine boruyu suyla doldurur ve daha sonra tutup tutmadığını görmek için basıncı arttırır. Arızalı borular hurda için iade edilir.