Сталеві труби — це довгі порожнисті труби, які використовуються для різних цілей. Вони виробляються двома різними методами, які призводять до отримання зварних або безшовних труб. В обох методах необроблену сталь спочатку відливають у більш зручну вихідну форму. Потім з неї виготовляють трубу, витягнувши сталь у безшовну трубу або з’єднавши краї разом і з’єднавши їх зварним швом. Перші методи виробництва сталевих труб були представлені на початку 1800-х років, і вони поступово еволюціонували до сучасних процесів, які ми використовуємо сьогодні. Щороку виробляються мільйони тонн сталевих труб. Його універсальність робить його найбільш часто використовуваним продуктом, виробленим у сталеливарній промисловості.
історія
Люди використовували труби тисячі років. Можливо, вперше його використовували стародавні землероби, які направляли воду з потоків і річок на свої поля. Археологічні дані свідчать про те, що китайці використовували очеретяні труби для транспортування води в потрібні місця ще в 2000 році до нашої ери. Були виявлені глиняні труби, які використовували інші стародавні цивілізації. У першому столітті нашої ери в Європі були побудовані перші свинцеві труби. У тропічних країнах для транспортування води використовували бамбукові трубки. Колоніальні американці використовували деревину для подібних цілей. У 1652 році в Бостоні була побудована перша водопровідна споруда з порожнистих колод.
Зварна труба формується шляхом прокатки сталевих смуг через серію рифлених роликів, які формують матеріал у круглу форму. Далі незварена труба проходить зварювальними електродами. Ці пристрої герметизують два кінці труби разом.
Ще в 1840 році металургійні майстри вже могли виготовляти безшовні труби. В одному методі отвір просвердлювали в суцільній металевій круглій заготовці. Потім заготовку нагрівали і протягували через серію штампів, які подовжували її, утворюючи трубу. Цей спосіб виявився неефективним, оскільки важко було просвердлити отвір у центрі. Це призвело до нерівної труби, одна сторона якої була товще іншої. У 1888 році вдосконалений метод був запатентований. У цьому процесі суцільний лист був відлитий навколо серцевини з вогнетривкої цегли. Коли він охолонув, цеглу вийняли, залишивши отвір у середині. Відтоді на зміну цим методам прийшли нові роликові методи.
Дизайн
Існує два типи сталевих труб: одна безшовна, а інша має єдиний зварний шов по довжині. Обидва мають різне використання. Безшовні труби, як правило, легші і мають тонші стінки. Використовуються для велосипедів і транспортування рідин. Фальцеві труби важчі і жорсткіші. Вони мають кращу консистенцію і зазвичай більш прямі. Вони використовуються для таких речей, як транспортування газу, електричні канали та сантехніка. Як правило, вони використовуються в тих випадках, коли труба не піддається сильному навантаженню.
Сировина
Основною сировиною для виробництва труб є сталь. Сталь складається переважно із заліза. Інші метали, які можуть бути присутніми в сплаві, включають алюміній, марганець, титан, вольфрам, ванадій і цирконій. При виготовленні іноді використовуються деякі оздоблювальні матеріали. Наприклад, фарба може бути.
Безшовні труби виготовляються за допомогою процесу, який нагріває та формує суцільну заготовку в циліндричну форму, а потім прокочує її, поки вона не розтягнеться та не буде вигнута. Оскільки порожнистий центр має неправильну форму, кулеподібний прошивний вістря проштовхується через середину заготовки під час її прокатки. Безшовна труба виготовляється за допомогою процесу, який нагріває та формує тверду заготовку в циліндричну форму, а потім прокочує її. доки він не розтягнеться і не впаде. Оскільки порожнистий центр має неправильну форму, прошивний елемент у формі кулі проштовхується через середину заготовки під час її прокатки. використовується, якщо труба має покриття. Як правило, невелика кількість масла наноситься на сталеві труби в кінці виробничої лінії. Це допомагає захистити трубу. Хоча вона насправді не є частиною готового продукту, сірчана кислота використовується на одному етапі виробництва для очищення труби.
Виробничий процес
Сталеві труби виготовляються двома різними процесами. Загальний метод виробництва для обох процесів включає три етапи. По-перше, сиру сталь перетворюють у більш придатну для роботи форму. Далі труба формується на безперервній або напівбезперервній виробничій лінії. Нарешті трубу розрізають і модифікують відповідно до потреб замовника. Використовуватимуть деякі сталеві трубимашина лазерного різання трубдо попереднього різання або видовбування труби для підвищення конкурентоспроможності труб
Безшовні труби виготовляються за допомогою процесу, який нагріває та формує суцільну заготовку в циліндричну форму, а потім прокочує її, поки вона не розтягнеться та не буде вигнута. Оскільки порожнистий центр має неправильну форму, кулеподібний вістря проштовхується через середину заготовки під час її прокатки.
Виробництво зливків
1. Розплавлену сталь виготовляють шляхом плавлення залізної руди та коксу (багата вуглецем речовина, яка утворюється, коли вугілля нагрівається за відсутності повітря) у печі, після чого видаляється більша частина вуглецю шляхом вибуху кисню в рідину. Потім розплавлену сталь розливають у великі товстостінні залізні форми, де вона охолоджується в злитки.
2. Щоб сформувати плоскі вироби, такі як плити та листи, або довгомірні вироби, такі як прутки та прутки, злитки формуються між великими роликами під величезним тиском. Виробництво блюмів і слябів
3. Щоб отримати блюм, злиток пропускають через пару сталевих роликів із рифленнями, які складаються в стопку. Ці типи вальців називаються «двовисокими млинами». У деяких випадках використовуються три валика. Ролики встановлені так, щоб їх пази збігалися, і вони рухалися в протилежних напрямках. Ця дія призводить до того, що сталь стискається і розтягується на більш тонкі, довші частини. Коли людина-оператор перевертає ролики, сталь відтягується назад, роблячи її тоншою та довшою. Цей процес повторюється, поки сталь не набуде бажаної форми. Під час цього процесу машини, які називаються маніпуляторами, перевертають сталь так, щоб кожна сторона оброблялася рівномірно.
4. Злитки також можна прокатувати в сляби в процесі, подібному до процесу виготовлення блюму. Сталь пропускають через пару валиків, які розтягують її. Однак є також ролики, встановлені збоку, щоб контролювати ширину плит. Коли сталь набуває потрібної форми, нерівні кінці зрізають, а сляби або блюми розрізають на більш короткі частини. Подальша обробка
5. Блюми зазвичай проходять подальшу обробку перед тим, як з них виготовляються трубки. Блюми перетворюються на заготовки, пропускаючи їх через більше роликових пристроїв, які роблять їх довшими та вужчими. Заготовки ріжуть пристроями, відомими як летючі ножиці. Це пара синхронізованих ножиць, які мчать разом із рухомою заготовкою та ріжуть її. Це дозволяє ефективно різати без зупинки виробничого процесу. Ці заготовки складаються в стопку і з часом стануть безшовною трубою.
6. Плити також перероблені. Щоб зробити їх пластичними, їх спочатку нагрівають до 2200° F (1204° C). Це призводить до утворення оксидного покриття на поверхні плити. Це покриття відламується за допомогою руйнівника накипу та розпилення води під високим тиском. Потім плити пропускають через серію валків на гарячому млині та роблять із них тонкі вузькі сталеві смуги, які називаються скельпами. Цей млин може бути до півмилі. Коли плити проходять через ролики, вони стають тоншими та довшими. Протягом приблизно трьох хвилин одну плиту можна перетворити зі шматка сталі товщиною 6 дюймів (15,2 см) на тонку сталеву стрічку довжиною в чверть милі.
7. Після розтягування сталь протравлюється. Цей процес передбачає проходження його через ряд резервуарів, які містять сірчану кислоту для очищення металу. Для завершення його промивають холодною та гарячою водою, висушують, а потім намотують на великі котушки та упаковують для транспортування на завод з виробництва труб. Виробництво труб
8. Для виготовлення труб використовують як скельп, так і заготовки. Скельп виготовлений у вигляді зварної труби. Спочатку його поміщають на розмотувальну машину. Коли сталева котушка розмотується, вона нагрівається. Потім сталь пропускають через серію рифлених роликів. Коли він проходить повз, валики спричиняють згортання країв кістяка. Це утворює незварену трубу.
9. Далі сталь проходить через зварювальні електроди. Ці пристрої герметизують два кінці труби разом. Потім зварний шов пропускають через валик високого тиску, який допомагає створити щільне зварювання. Потім трубу розрізають на потрібну довжину та складають для подальшої обробки. Зварна сталева труба — це безперервний процес, і залежно від розміру труби її можна виготовляти зі швидкістю 1100 футів (335,3 м) за хвилину.
10. Коли потрібна безшовна труба, для виготовлення використовуються квадратні заготовки. Їх нагрівають і формують для формування циліндра, який також називають круглим. Потім свердло кладуть у піч, де розжарюють до білого. Розігрітий круглий потім розкочують із великим тиском. Ця прокатка під високим тиском викликає розтягування заготовки та утворення отвору в центрі. Оскільки цей отвір має неправильну форму, то під час прокатки крізь середину заготовки проштовхується пробійний елемент у формі кулі. Після етапу проколювання труба все ще може мати неправильну товщину та форму. Щоб виправити це, його пропускають через іншу серію прокатних станів. Остаточна обробка
11. Після виготовлення будь-якого типу труби їх можна пропустити через правильну машину. Вони також можуть бути оснащені з’єднаннями, щоб можна було з’єднати два або більше шматків труби. Найпоширенішим типом з’єднання для труб меншого діаметру є різьблення — щільні канавки, які вирізаються на кінці труби. Труби також пропускають через мірну машину. Ця інформація разом з іншими даними контролю якості автоматично наноситься на трубу за трафаретом. Потім на трубу наноситься легкий шар захисного масла. Більшість труб зазвичай обробляють, щоб запобігти їх іржавінню. Це робиться шляхом оцинкування або покриття цинком. Залежно від використання труби можна використовувати інші фарби або покриття.
Контроль якості
Для забезпечення відповідності готової сталевої труби специфікаціям вживаються різноманітні заходи. Наприклад, рентгенівські манометри використовуються для регулювання товщини сталі. Датчики працюють за допомогою двох рентгенівських променів. Один промінь спрямований на сталь відомої товщини. Інший спрямований на сталь, що проходить по потоковій лінії. Якщо між двома променями є будь-які розбіжності, датчик автоматично ініціює зміну розміру роликів для компенсації.
Труби також перевіряються на наявність дефектів в кінці процесу. Одним із методів випробування труб є використання спеціальної машини. Ця машина наповнює трубу водою, а потім збільшує тиск, щоб перевірити, чи вона витримає. Браковані труби повертаються на металобрухт.