Các ống thép là các ống dài, rỗng được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Chúng được sản xuất bởi hai phương pháp riêng biệt dẫn đến một ống hàn hoặc liền mạch. Trong cả hai phương pháp, Raw Steel trước tiên được đúc thành một hình thức khởi đầu khả thi hơn. Sau đó, nó được làm thành một đường ống bằng cách kéo dài thép ra một ống liền mạch hoặc buộc các cạnh lại với nhau và niêm phong chúng bằng một mối hàn. Các phương pháp đầu tiên để sản xuất ống thép đã được giới thiệu vào đầu những năm 1800 và chúng đã phát triển đều đặn thành các quy trình hiện đại mà chúng ta sử dụng ngày nay. Mỗi năm, hàng triệu tấn ống thép được sản xuất. Tính linh hoạt của nó làm cho nó trở thành sản phẩm được sử dụng thường xuyên nhất được sản xuất bởi ngành thép.
Lịch sử
Mọi người đã sử dụng đường ống trong hàng ngàn năm. Có lẽ việc sử dụng đầu tiên là bởi các nhà nông nghiệp cổ đại, người đã chuyển nước từ các dòng suối và sông vào cánh đồng của họ. Bằng chứng khảo cổ cho thấy rằng người Trung Quốc đã sử dụng ống sậy để vận chuyển nước đến các địa điểm mong muốn sớm nhất là vào năm 2000 trước Công nguyên, được sử dụng bởi các nền văn minh cổ đại khác đã được phát hiện. Trong thế kỷ thứ nhất sau Công nguyên, các ống dẫn đầu tiên được xây dựng ở châu Âu. Ở các nước nhiệt đới, ống tre được sử dụng để vận chuyển nước. Người Mỹ thuộc địa đã sử dụng gỗ cho một mục đích tương tự. Năm 1652, các công trình nước đầu tiên được sản xuất tại Boston bằng cách sử dụng các bản ghi rỗng.
Ống hàn được hình thành bằng các dải thép lăn qua một loạt các con lăn có rãnh nhúng vật liệu thành một hình tròn. Tiếp theo, đường ống không được chuyển qua bằng các điện cực hàn. Các thiết bị này niêm phong hai đầu của đường ống với nhau.
Ngay từ năm 1840, Ironworkers đã có thể sản xuất các ống liền mạch. Trong một phương pháp, một lỗ được khoan qua một kim loại rắn, phôi tròn. Phôi sau đó được làm nóng và được vẽ qua một loạt các con chết kéo dài nó để tạo thành một đường ống. Phương pháp này không hiệu quả vì rất khó để khoan lỗ ở trung tâm. Điều này dẫn đến một đường ống không bằng phẳng với một bên dày hơn bên kia. Năm 1888, một phương pháp cải tiến đã được trao bằng sáng chế. Trong quá trình này, hóa đơn rắn được đúc xung quanh lõi gạch chống cháy. Khi nó được làm mát, gạch đã được gỡ bỏ để lại một lỗ ở giữa. Kể từ đó, các kỹ thuật con lăn mới đã thay thế các phương pháp này.
Thiết kế
Có hai loại ống thép, một là liền mạch và một loại có một đường nối hàn duy nhất dọc theo chiều dài của nó. Cả hai đều có cách sử dụng khác nhau. Các ống liền mạch thường có trọng lượng nhẹ hơn, và có những bức tường mỏng hơn. Chúng được sử dụng cho xe đạp và vận chuyển chất lỏng. Các ống được may nặng hơn và cứng hơn. Có một sự nhất quán tốt hơn và thường căng hơn. Chúng được sử dụng cho những thứ như vận chuyển khí, ống dẫn điện và hệ thống ống nước. Thông thường, chúng được sử dụng trong các trường hợp khi đường ống không được đặt dưới mức độ căng thẳng cao.
Nguyên liệu thô
Nguyên liệu thô chính trong sản xuất ống là thép. Thép được tạo thành từ chủ yếu là sắt. Các kim loại khác có thể có trong hợp kim bao gồm nhôm, mangan, titan, vonfram, vanadi và zirconium. Một số vật liệu hoàn thiện đôi khi được sử dụng trong quá trình sản xuất. Ví dụ, sơn có thể.
Đường ống liền mạch được sản xuất bằng cách sử dụng một quy trình làm nóng và đúc một tấm phôi rắn thành hình trụ và sau đó cuộn nó cho đến khi nó được kéo dài và rỗng. Vì trung tâm rỗng có hình dạng không đều, một điểm xỏ khuyên hình viên đạn được đẩy qua giữa phôi khi nó được cuộn. Đường ống không được sản xuất bằng cách sử dụng một quá trình làm nóng và đúc một phôi rắn thành hình trụ và sau đó cuộn nó cho đến khi nó được kéo dài và rỗng. Vì trung tâm rỗng có hình dạng không đều, một điểm xỏ khuyên hình viên đạn được đẩy qua giữa phôi khi nó được cuộn. Được sử dụng nếu đường ống được phủ. Thông thường, một lượng dầu nhẹ được áp dụng cho các ống thép ở cuối dây chuyền sản xuất. Điều này giúp bảo vệ đường ống. Mặc dù nó thực sự không phải là một phần của sản phẩm hoàn chỉnh, axit sunfuric được sử dụng trong một bước sản xuất để làm sạch đường ống.
Quá trình sản xuất
Ống thép được thực hiện bởi hai quá trình khác nhau. Phương pháp sản xuất tổng thể cho cả hai quy trình bao gồm ba bước. Đầu tiên, thép thô được chuyển đổi thành một dạng khả thi hơn. Tiếp theo, đường ống được hình thành trên một dây chuyền sản xuất liên tục hoặc bán nguyệt. Cuối cùng, đường ống được cắt và sửa đổi để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Một số sản xuất ống thép sẽ sử dụngmáy cắt laser ốngĐể cắt trước hoặc rỗng ống để tăng tính cạnh tranh của các ống
Đường ống liền mạch được sản xuất bằng cách sử dụng một quy trình làm nóng và đúc một tấm phôi rắn thành hình trụ và sau đó cuộn nó cho đến khi nó được kéo dài và rỗng. Vì trung tâm rỗng có hình dạng không đều, một điểm xỏ khuyên hình viên đạn được đẩy qua giữa phôi khi nó được lăn.
Sản xuất thỏi
1. Thép nóng chảy được tạo ra bằng cách nóng chảy quặng sắt và than cốc (một chất giàu carbon dẫn đến khi than nóng trong trường hợp không có không khí) trong lò, sau đó loại bỏ hầu hết carbon bằng cách nổ oxy vào chất lỏng. Thép nóng chảy sau đó được đổ vào khuôn sắt lớn, có thành dày, nơi nó nguội thành các thỏi.
2. Để tạo thành các sản phẩm phẳng như tấm và tấm, hoặc các sản phẩm dài như thanh và que, thỏi được định hình giữa các con lăn lớn dưới áp lực rất lớn.
3. Để tạo ra một sự nở hoa, thỏi được truyền qua một cặp con lăn thép có rãnh được xếp chồng lên nhau. Những loại con lăn này được gọi là nhà máy hai cao. Trong một số trường hợp, ba con lăn được sử dụng. Các con lăn được gắn để các rãnh của chúng trùng khớp, và chúng di chuyển theo hướng ngược lại. Hành động này làm cho thép được ép và kéo dài thành các mảnh mỏng hơn, dài hơn. Khi các con lăn bị đảo ngược bởi người vận hành con người, thép được kéo trở lại thông qua làm cho nó mỏng hơn và dài hơn. Quá trình này được lặp lại cho đến khi thép đạt được hình dạng mong muốn. Trong quá trình này, các máy được gọi là máy điều khiển lật thép để mỗi bên được xử lý đều.
4 Thép được truyền qua một cặp con lăn xếp chồng lên nhau. Tuy nhiên, cũng có các con lăn được gắn ở bên cạnh để kiểm soát chiều rộng của các tấm. Khi thép thu được hình dạng mong muốn, các đầu không đều bị cắt và các tấm hoặc hoa được cắt thành các mảnh ngắn hơn.
5. Blooms thường được xử lý hơn nữa trước khi chúng được làm thành các đường ống. Blooms được chuyển đổi thành phôi bằng cách đưa chúng qua nhiều thiết bị lăn làm cho chúng dài hơn và hẹp hơn. Các phôi được cắt bởi các thiết bị được gọi là kéo bay. Đây là một cặp kéo cắt đồng bộ chạy đua cùng với phôi cảm động và cắt nó. Điều này cho phép cắt giảm hiệu quả mà không dừng quá trình sản xuất. Những phôi này được xếp chồng lên nhau và cuối cùng sẽ trở thành đường ống liền mạch.
6. Tấm cũng được làm lại. Để làm cho chúng dễ uốn, trước tiên chúng được làm nóng đến 2.200 ° F (1,204 ° C). Điều này làm cho một lớp phủ oxit hình thành trên bề mặt của tấm. Lớp phủ này bị phá vỡ với bộ ngắt tỷ lệ và bình xịt nước áp suất cao. Các tấm sau đó được gửi qua một loạt các con lăn trên một nhà máy nóng và được làm thành các dải thép hẹp mỏng gọi là Skelp. Nhà máy này có thể dài bằng nửa dặm. Khi các tấm đi qua các con lăn, chúng trở nên mỏng hơn và dài hơn. Trong khoảng ba phút, một tấm duy nhất có thể được chuyển đổi từ một mảnh thép dày 6 in (15,2 cm) thành một dải thép mỏng có thể dài một phần tư dặm.
7. Sau khi kéo dài, thép được ngâm. Quá trình này liên quan đến việc chạy nó qua một loạt các bể chứa axit sunfuric để làm sạch kim loại. Để hoàn thành, nó được rửa sạch bằng nước lạnh và nóng, sấy khô và sau đó cuộn lên trên các ống lớn và đóng gói để vận chuyển đến một cơ sở làm đường ống.
8. Cả SKELP và phôi đều được sử dụng để làm đường ống. Skelp được làm thành ống hàn. Nó được đặt đầu tiên trên một máy tháo gỡ. Vì ống thép là không có, nó được làm nóng. Thép sau đó được truyền qua một loạt các con lăn có rãnh. Khi nó đi qua, các con lăn làm cho các cạnh của skelp cuộn lại với nhau. Điều này tạo thành một đường ống không được bọc.
9. Thép tiếp theo đi qua bằng các điện cực hàn. Các thiết bị này niêm phong hai đầu của đường ống với nhau. Các đường may hàn sau đó được truyền qua một con lăn áp suất cao giúp tạo ra một mối hàn chặt chẽ. Các đường ống sau đó được cắt theo một chiều dài mong muốn và xếp chồng lên để xử lý thêm. Ống thép hàn là một quá trình liên tục và tùy thuộc vào kích thước của đường ống, nó có thể được thực hiện nhanh như 1.100 ft (335,3 m) mỗi phút.
10. Khi cần ống liền mạch, các phôi vuông được sử dụng để sản xuất. Chúng được làm nóng và đúc để tạo thành một hình dạng hình trụ, còn được gọi là một vòng. Vòng sau đó được đặt trong một lò nơi nó được làm nóng trắng nóng. Vòng nóng sau đó được cuộn với áp lực lớn. Cuộn áp suất cao này khiến phôi bị kéo dài và một lỗ hình thành ở trung tâm. Vì lỗ này có hình dạng không đều, một điểm xỏ khuyên hình viên đạn được đẩy qua giữa phôi khi nó được lăn. Sau giai đoạn xỏ khuyên, đường ống vẫn có thể có độ dày và hình dạng không đều. Để sửa chữa điều này, nó được chuyển qua một loạt các nhà máy lăn khác.
11. Sau khi một trong hai loại đường ống được thực hiện, chúng có thể được đặt qua một máy làm thẳng. Chúng cũng có thể được trang bị các khớp để hai hoặc nhiều mảnh ống có thể được kết nối. Loại khớp phổ biến nhất cho các đường ống có đường kính nhỏ hơn là luồn các rãnh dốc được cắt vào phần cuối của đường ống. Các đường ống cũng được gửi qua một máy đo. Thông tin này cùng với dữ liệu kiểm soát chất lượng khác được tự động giữ trên đường ống. Các đường ống sau đó được phun một lớp dầu ánh sáng. Hầu hết các đường ống thường được xử lý để ngăn chặn nó rỉ sét. Điều này được thực hiện bằng cách mạ điện hoặc cho nó một lớp kẽm. Tùy thuộc vào việc sử dụng đường ống, các loại sơn hoặc lớp phủ khác có thể được sử dụng.
Kiểm soát chất lượng
Một loạt các biện pháp được thực hiện để đảm bảo rằng ống thép thành phẩm đáp ứng các thông số kỹ thuật. Ví dụ, đồng hồ đo tia X được sử dụng để điều chỉnh độ dày của thép. Các đồng hồ đo hoạt động bằng cách sử dụng hai tia X. Một tia được hướng vào một thép có độ dày đã biết. Cái khác được hướng vào thép đi qua trên dây chuyền sản xuất. Nếu có bất kỳ phương sai nào giữa hai tia, thước đo sẽ tự động kích hoạt thay đổi kích thước của các con lăn để bù.
Các đường ống cũng được kiểm tra cho các khiếm khuyết vào cuối quá trình. Một phương pháp kiểm tra đường ống là sử dụng máy đặc biệt. Máy này lấp đầy đường ống bằng nước và sau đó tăng áp lực để xem nó có giữ được không. Các đường ống bị lỗi được trả lại cho phế liệu.