rury teelowe są długimi, pustymi rurkami, które są używane do różnych celów. Są wytwarzane dwiema różnymi metodami, w wyniku których powstaje spawana lub bezszwowa rura. W obu metodach surowa stal jest najpierw odlewana w bardziej praktyczną formę wyjściową. Następnie przekształca się go w rurę, rozciągając stal do bezszwowej rury lub ściskając krawędzie i zgrzewając je spoiną. Pierwsze metody produkcji rur stalowych zostały wprowadzone na początku 1800 i stopniowo ewoluowały w nowoczesne procesy, których używamy dzisiaj. Każdego roku produkuje się miliony ton rur stalowych. Jego wszechstronność sprawia, że jest to najczęściej używany produkt wytwarzany przez przemysł stalowy.
Rury stalowe znajdują się w różnych miejscach. Ponieważ są mocne, są używane pod ziemią do transportu wody i gazu w miastach. Są również stosowane w budownictwie do ochrony przewodów elektrycznych. Chociaż rury stalowe są mocne, mogą być również lekkie. Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowania w produkcji ram rowerowych. Inne miejsca, które uznają za przydatne, znajdują się w samochodach, agregatach chłodniczych, systemach grzewczych i wodno-kanalizacyjnych, masztach, lampach ulicznych i medycynie.
Historia
Ludzie używali rur od tysięcy lat. Być może pierwszy raz użyli go starożytni rolnicy, którzy kierowali wodę ze strumieni i rzek na swoje pola. Dowody archeologiczne sugerują, że Chińczycy używali trzciny do transportu wody w pożądane miejsca już w 2000B.C.Odkryto gliniane rurki używane przez inne starożytne cywilizacje. W pierwszym wiekuA.D.pierwsze rury ołowiane zostały zbudowane w Europie. W krajach tropikalnych do transportu wody używano rur bambusowych. Amerykanie kolonialni używali drewna do podobnego celu. W 1652 pierwszy wodociąg został wykonany w Bostonie przy użyciu pustych kłód.
Rozwój współczesnej spawanej rury stalowej można prześledzić na początku 1800 s. W 1815 William Murdock wynalazł system lamp do spalania węgla. Aby wyposażyć całe miasto w te światła, Murdock połączył beczki z odrzuconymi muszkietami. Wykorzystał ten ciągły rurociąg do transportu gazu węglowego. Kiedy jego system oświetleniowy okazał się sukcesem, powstało większe zapotrzebowanie na długie metalowe rurki. Aby wyprodukować wystarczającą liczbę rur, aby zaspokoić to zapotrzebowanie, wielu wynalazców rozpoczęło prace nad opracowaniem nowych procesów wytwarzania rur.
Wczesna godna uwagi metoda szybkiego i niedrogiego wytwarzania rur metalowych została opatentowana przez Jamesa Russella w 1824. W jego metodzie rury powstały poprzez połączenie przeciwległych krawędzi płaskiego żelaznego paska. Metal najpierw ogrzewano, aż był plastyczny. Za pomocą młotka udarowego krawędzie złożyły się ze sobą i przyspawały. Rurę zakończono przepuszczając ją przez rowek i walcarkę.
Metoda Russella&# 39 nie była długo stosowana, ponieważ w przyszłym roku firma Comelius Whitehouse opracowała lepszą metodę wytwarzania rur metalowych. Ten proces, zwany procesem zgrzewania doczołowego, stanowi podstawę naszych obecnych procedur produkcji rur. W jego metodzie cienkie blachy żelazne ogrzewano i przeciągano przez otwór w kształcie stożka. Gdy metal przeszedł przez otwór, jego krawędzie zwinęły się i utworzyły kształt rury. Dwa końce zostały przyspawane do końca rury. Pierwszy zakład produkcyjny w użyciu
ten proces w Stanach Zjednoczonych został otwarty w 1832 w Filadelfii.
Stopniowo wprowadzono ulepszenia w metodzie Whitehouse. Jedną z najważniejszych innowacji wprowadził John Moon w 1911. Zasugerował metodę ciągłego procesu, w której zakład produkcyjny mógłby wytwarzać rury w niekończącym się strumieniu. Zbudował maszynę do tego konkretnego celu i wiele zakładów produkujących rury przyjęło ją.
Podczas opracowywania procesów spawanych rur powstało zapotrzebowanie na bezszwowe metalowe rury. Rury bez szwu to te, które nie mają spawanego szwu. Najpierw zostały wykonane poprzez wywiercenie otworu przez środek pełnego cylindra. Ta metoda została opracowana w późnych 1800 s. Tego rodzaju rury były idealne do ram rowerowych, ponieważ mają cienkie ściany, są lekkie, ale są mocne. W 1895 zbudowano pierwszy zakład produkujący rury bez szwu. Ponieważ produkcja rowerów ustąpiła miejsca produkcji samochodowej, nadal potrzebne były rury bez szwu do linii benzynowych i olejowych. Zapotrzebowanie to wzrosło jeszcze bardziej, ponieważ znaleziono większe złoża ropy naftowej.
Już w 1840 ślusarze mogli już produkować rury bez szwu. W jednym ze sposobów wywiercono otwór przez okrągły metalowy kęs z litego metalu. Kęs następnie ogrzano i przeciągnięto przez szereg matryc, które wydłużyły go, tworząc rurę. Ta metoda była nieefektywna, ponieważ trudno było wywiercić otwór w środku. W wyniku tego nierówna rura była grubsza z jednej strony. W 1888 ulepszona metoda uzyskała patent. W tym procesie bryła stała została odlana wokół ognioodpornego rdzenia z cegły. Po schłodzeniu cegła została usunięta, pozostawiając otwór pośrodku. Od tego czasu nowe techniki wałkowe zastąpiły te metody.
Projekt
Istnieją dwa rodzaje rur stalowych, jedna jest bezszwowa, a druga ma pojedynczy spaw na całej długości. Oba mają różne zastosowania. Rury bez szwu są zazwyczaj lżejsze i mają cieńsze ściany. Służą do rowerów i transportu płynów. Rury ze szwem są cięższe i sztywniejsze. Mają lepszą spójność i są zazwyczaj prostsze. Są używane do takich rzeczy, jak transport gazu, przewody elektryczne i hydrauliczne. Zazwyczaj stosuje się je w przypadkach, gdy rura nie jest poddawana dużym obciążeniom.
Niektóre cechy rur mogą być kontrolowane podczas produkcji. Na przykład średnica rury jest często modyfikowana w zależności od sposobu jej użycia. Średnica może wahać się od maleńkich rur używanych do produkcji igieł do iniekcji podskórnych, po duże rury używane do transportu gazu w całym mieście. Grubość ścianki rury można również kontrolować. Często rodzaj stali będzie miał również wpływ na wytrzymałość rury' s oraz jej elastyczność. Inne kontrolowane cechy obejmują długość, materiał powłoki i wykończenie końcowe.
Surowy materiał
Podstawowym surowcem do produkcji rur jest stal. Stal składa się głównie z żelaza. Inne metale, które mogą być obecne w stopie, obejmują aluminium, mangan, tytan, wolfram, wanad i cyrkon. Niektóre materiały wykończeniowe są czasami używane podczas produkcji. Na przykład farba może być
używane, jeśli rura jest powlekana. Zazwyczaj niewielką ilość oleju nanosi się na rury stalowe na końcu linii produkcyjnej. Pomaga to chronić rurę. Chociaż tak naprawdę nie jest częścią gotowego produktu, kwas siarkowy jest stosowany w jednym etapie produkcji do czyszczenia rury.
Produkcja
Proces
Rury stalowe są wytwarzane w dwóch różnych procesach. Ogólna metoda produkcji dla obu procesów obejmuje trzy etapy. Po pierwsze, surowa stal jest przekształcana w bardziej praktyczną formę. Następnie rura jest formowana na ciągłej lub półciągłej linii produkcyjnej. Na koniec rura jest wycinana i modyfikowana w celu zaspokojenia potrzeb klienta'
Produkcja wlewków
1 Stopioną stal wytwarza się przez stopienie rudy żelaza i koksu (substancji bogatej w węgiel, która powstaje, gdy węgiel jest podgrzewany w nieobecności powietrza) w piecu, a następnie usuwa większość węgla przez wdmuchiwanie tlenu do cieczy. Stopioną stal wlewa się następnie do dużych, grubościennych form żeliwnych, gdzie ochładza się do wlewków.
2 W celu formowania płaskich produktów, takich jak płyty i blachy, lub długich produktów, takich jak pręty i pręty, wlewki są kształtowane między dużymi rolkami pod ogromnym naciskiem.
Wytwarzanie kwiatów i płyt
3 Aby uzyskać wykwit, wlewek przechodzi przez parę ułożonych w rowki stalowych rolek. Te typy walców nazywane są GG; młyny o dwóch wysokościach. GG; W niektórych przypadkach stosuje się trzy rolki. Rolki są zamontowane tak, że ich rowki pokrywają się, i poruszają się w przeciwnych kierunkach. To działanie powoduje ściśnięcie stali i rozciągnięcie jej na cieńsze, dłuższe kawałki. Gdy rolki są odwracane przez człowieka, stal jest wciągana do tyłu, dzięki czemu jest cieńsza i dłuższa. Proces ten powtarza się, aż stal osiągnie pożądany kształt. Podczas tego procesu maszyny zwane manipulatorami odwracają stal, dzięki czemu każda strona jest przetwarzana równomiernie.
4 Wlewki można również zrolować w płyty w procesie podobnym do procesu tworzenia wykwitu. Stal jest przepuszczana przez parę ułożonych w stosy rolek, które ją rozciągają. Jednak z boku zamontowane są również rolki do kontrolowania szerokości płyt. Gdy stal nabiera pożądanego kształtu, nierówne końce są odcinane, a płyty lub wykwity są cięte na krótsze kawałki.
Dalsze przetwarzanie
5 Kwiaty są zwykle przetwarzane dalej, zanim zostaną przekształcone w rury. Kwiaty są przekształcane w kęsy, przepuszczając je przez coraz więcej urządzeń, dzięki czemu są dłuższe i węższe. Kęsy są cięte przez urządzenia zwane latającymi nożycami. Są to zsynchronizowane nożyce, które ścigają się z ruchomym kęsem i go przecinają. Umożliwia to wydajne cięcie bez zatrzymywania procesu produkcyjnego. Te kęsy są ułożone w stos i ostatecznie staną się bezszwową rurą.
6 Płyty również zostały przerobione. Aby uczynić je plastycznymi, najpierw podgrzewa się je do {{{1}}, 200 ° F (1, 204 ° C). Powoduje to tworzenie się powłoki tlenkowej na powierzchni płyty. Ta powłoka jest zrywana za pomocą łamacza kamienia i wysokociśnieniowego strumienia wody. Płyty są następnie przesyłane przez szereg rolek na gorącym młynie i przetwarzane w cienkie wąskie paski stali zwane belkami bocznymi. Ten młyn może mieć długość nawet pół mili. Gdy płyty przechodzą przez rolki, stają się cieńsze i dłuższe. W ciągu około trzech minut pojedynczą płytę można przekształcić z kawałka stali o grubości 6 (1 5. 2 cm) w cienką stalową wstążkę, która może mieć ćwierć mila długości.
7 Po rozciągnięciu stal jest trawiona. Proces ten polega na przepuszczeniu go przez szereg zbiorników zawierających kwas siarkowy do czyszczenia metalu. Na koniec spłukuje się go zimną i gorącą wodą, suszy, a następnie zwija na dużych szpulach i pakuje do transportu do zakładu produkującego rury.
Wytwarzanie rur
8 Zarówno wodorosty, jak i kęsy służą do robienia rur. Skelp jest zrobiony ze spawanej rury. Najpierw umieszcza się go na maszynie odwijającej. Gdy szpula ze stali jest rozwijana, jest podgrzewana. Stal jest następnie przepuszczana przez szereg rowkowanych rolek. W miarę upływu czasu rolki powodują zwijanie się krawędzi pasma. Tworzy to nie spawaną rurę.
9 Następnie stal przechodzi przez elektrody spawalnicze. Urządzenia te uszczelniają dwa końce rury razem. Zgrzewany szew jest następnie przepuszczany przez wałek wysokociśnieniowy, który pomaga uzyskać szczelne połączenie. Rura jest następnie cięta na pożądaną długość i układana w stosy do dalszego przetwarzania. Spawana rura stalowa jest procesem ciągłym i w zależności od rozmiaru rury można ją wykonać tak szybko, jak 1, 100 stóp (335. 3 m) na minuta.
10 Gdy potrzebna jest bezszwowa rura, do produkcji wykorzystuje się kęsy kwadratowe. Są one podgrzewane i formowane w celu utworzenia cylindrycznego kształtu, zwanego również okrągłym. Rundę następnie umieszcza się w piecu, w którym ogrzewa się ją do białości. Ogrzaną rundę następnie walcuje się z dużym naciskiem. To walcowanie pod wysokim ciśnieniem powoduje rozciąganie kęsa i tworzenie się otworu w środku. Ponieważ otwór ten ma nieregularny kształt, punkt przebijający w kształcie pocisku jest przepychany przez środek kęsa podczas jego walcowania. Po etapie przebijania rura może nadal mieć nieregularną grubość i kształt. Aby to naprawić, przechodzi przez kolejną serię walcowni.
Końcowe przetwarzanie
11 Po wykonaniu obu rodzajów rur można je przepuścić przez prostownicę. Mogą być również wyposażone w złącza, dzięki czemu można połączyć dwa lub więcej kawałków rury. Najczęstszym rodzajem złącza dla rur o mniejszych średnicach jest gwintowanie - szczelne rowki, które są wycinane na końcu rury. Rury są również przesyłane przez maszynę pomiarową. Ta informacja wraz z innymi danymi kontroli jakości jest automatycznie umieszczana na rurze. Rura jest następnie natryskiwana lekką powłoką oleju ochronnego. Większość rur jest zwykle poddawana obróbce, aby zapobiec ich rdzewieniu. Odbywa się to poprzez ocynkowanie lub nadanie mu powłoki cynku. W zależności od zastosowania rury można zastosować inne farby lub powłoki.
Kontrola jakości
Podejmowane są różnorodne środki w celu zapewnienia, że gotowa rura stalowa spełnia specyfikacje. Na przykład mierniki rentgenowskie służą do regulowania grubości stali. Wskaźniki działają przy użyciu dwóch promieni rentgenowskich. Jeden promień jest skierowany na stal o znanej grubości. Drugi jest skierowany na przechodzącą stal na linii produkcyjnej. Jeśli istnieje jakakolwiek rozbieżność między tymi dwoma promieniami, miernik automatycznie uruchomi zmianę rozmiaru rolek w celu kompensacji.
Rury są również sprawdzane pod kątem wad na końcu procesu. Jedną z metod testowania rury jest użycie specjalnej maszyny. Ta maszyna napełnia rurę wodą, a następnie zwiększa ciśnienie, aby sprawdzić, czy się utrzymuje. Uszkodzone rury są zwracane na złom.
