Rury stalowe to cylindryczne rury wykonane ze stali, które są wykorzystywane na wiele sposobów w produkcji i infrastrukturze. Są najczęściej wykorzystywanym produktem w przemyśle stalowym. Podstawowym zastosowaniem rur jest transport podziemny cieczy lub gazu - w tym ropy naftowej, gazu i wody. Jednak rury o różnych rozmiarach są stosowane podczas produkcji i budowy. Typowym przykładem produkcji domowej jest wąska stalowa rura, która prowadzi układ chłodzenia w lodówkach. Konstrukcja wykorzystuje rury do ogrzewania i hydrauliki. Konstrukcje można budować za pomocą stalowych rur o różnych rozmiarach, takich jak poręcze, stojaki na rowery lub słupki rurowe.
William Murdoch jest uważany za pioniera rur stalowych. W 1815 r. Dołączył do beczek muszkietów, aby wspierać system spalania lamp węglowych. Murdoch wykorzystał swój innowacyjny system rur do transportu gazu węglowego do lamp na ulicach Londynu.
Od 1800 roku poczyniono wielkie postępy w technologii rur stalowych, w tym ulepszając metody produkcji, opracowując aplikacje do ich stosowania oraz ustanawiając przepisy i normy regulujące ich certyfikację.
W JAKI SPOSÓB WYKONANE JEST RURY STALOWE?
Od topienia surowców po formowanie lub spawanie, ten wszechobecny materiał budowlany powstaje w dwóch głównych procesach:
Przekształć surową stal w bardziej użyteczną formę
Oba procesy muszą rozpocząć się od wytworzenia stali dobrej jakości. Surowa stal jest produkowana przez odlewnie w procesie topienia surowców w piecu. Aby uzyskać prawidłową kompozycję, do stopionego metalu można dodawać pierwiastki i usuwać zanieczyszczenia. Powstałą stopioną stal wlewa się do form w celu wytworzenia wlewków lub przenosi do maszyny do ciągłego odlewania w celu wykonania płyt, kęsów i wykwitów. Rura wykonana jest z dwóch z tych produktów: płyt lub kęsów.
Stalowe płyty i stalowe krawężniki w produkcji rur
Stalowy widelec wykonany jest z płyt podgrzanych do 2200 ° F. Ciepło powoduje tworzenie się kamienia na powierzchni, który należy usunąć za pomocą łamacza kamienia i czyszczenia pod wysokim ciśnieniem. Po oczyszczeniu stalowa płyta jest walcowana na gorąco w cienkie, wąskie paski stali zwane belkami bocznymi. Skorupiak jest marynowany (czyszczony powierzchniowo) kwasem siarkowym, przemywany wodą i zwijany na duże szpule jako surowiec do produkcji rur. Szerokość wierzchołka określa średnicę rury, którą można wykonać.
Szpikulec jest rozwijany ze szpuli, podgrzewany i toczony przez rowkowane rolki, które zaginają krawędzie szpikulca w górę. W wyniku tego procesu powstaje cylindryczna rura, w której dwie krawędzie zostały wygięte wokół siebie, tworząc ze sobą długi cylinder. Proces spawania łączy krawędzie razem i uszczelnia rurę.
Podczas ciągłego spawania wałki spawalnicze dociskają do siebie krawędzie rury - tworząc kutą spoinę z powodu ciepła, które zostało już przyłożone do krawędzi. Podczas spawania nie dodaje się metalu, a końcowe rolki zmniejszają średnicę i grubość ścianki rury do specyfikacji.
Spawanie rezystancyjne elektryczne przebiega podobnie do spawania ciągłego, z tym wyjątkiem, że czop jest walcowany na zimno do kształtu rury. Prąd jest doprowadzany do krawędzi rury przez obracające się miedziane dyski, które ogrzewają krawędzie do temperatury spoiny. Wałki spawalnicze łączą krawędzie rury, tworząc spoinę kutą.
Spawanie spiralne i podwójne spawanie łukiem krytym wykorzystuje bardziej konwencjonalne techniki spawania i dodaje materiał spoiny, aby utworzyć wiązanie.
Kęsy stalowe do rur bez szwu
Kęsy stalowe to długie kwadratowe kawałki stali wytwarzane bezpośrednio z maszyny do odlewania ciągłego lub jako produkt wtórny wykonany z walcowanych i rozciąganych odlewanych wlewków. Kęsy te można wykorzystać do wykonania rur bez szwu , co w niektórych zastosowaniach jest bezpieczniejsze z powodu braku linii zgrzewania.
Kęsy z litej stali muszą być ogrzewane w ekstremalnych temperaturach, stając się białe, ale nie stopione. Maszyny walcują je, aby stały się cylindryczną bryłą. Podczas gdy jest jeszcze gorący, przebijak w kształcie pocisku służy do tego, aby pusty środek był regularny zgodnie z jego wymiarami. Następuje seria operacji frezowania w celu dostosowania rury do wymaganych specyfikacji.
Kończenie kroków
Rury można przepuszczać przez maszynę prostującą jako ostatni etap procesu, zanim zostaną one wyposażone w złącza na końcu. Rurociągi o małych otworach są zwykle wyposażone w złącza gwintowane, ale rurociągi o większych otworach są zwykle wyposażone w kołnierze przyspawane do końca rury. Maszyny pomiarowe sprawdzają wymiary gotowej rury i stemplują detale z boku rury do celów kontroli jakości.
Kontrola jakości
Etapy kontroli jakości obejmują sprawdzenie rury pod kątem wad za pomocą aparatów rentgenowskich - szczególnie wzdłuż spoiny. Inną techniką jest próba ciśnieniowa rury poprzez napełnienie jej wodą, a następnie utrzymywanie jej pod ciśnieniem przez określony czas, aby odsłonić wszelkie wady, które mogą spowodować katastrofalną awarię przed oddaniem do użytku.
JAK STOSUJE RURĘ STALOWĄ?
Rury są stosowane w konstrukcjach, transporcie i produkcji. Są one wymiarowane zgodnie z ich średnicą zewnętrzną, przy czym średnica wewnętrzna zmienia się w zależności od grubości ściany. Niektóre aplikacje wymagają grubszych ścian niż inne, w zależności od sił, którymi musi zarządzać rura.
Zastosowanie strukturalne
Zastosowania strukturalne to wspólne budowanie i budowanie. W tych branżach materiał budowlany jest powszechnie nazywany rurami stalowymi.
Rury stalowe zapewniają wytrzymałość fundamentów w procesie zwanym palowaniem. W tych zastosowaniach rura jest wbijana głęboko w ziemię przed położeniem fundamentu. Zapewnia stabilność wysokiego budynku lub konstrukcji na ziemi, która nie jest bezpieczna. Istnieją dwa podstawowe typy fundamentów palowych: Pale nośne końcowe mają dolny koniec spoczywający na warstwie szczególnie silnej gleby lub skały. Obciążenie budynku przenoszone jest przez stos na mocną warstwę. Stosy cierne przenoszą obciążenie budynku na ziemię na całej wysokości stosu, poprzez tarcie. Cała powierzchnia pala pomaga przenosić siły na glebę. Słupy rusztowaniowe wykonuje się poprzez połączenie stalowych rur w klatce, która umożliwia pracownikom budowlanym dostęp do obszarów wysoko nad poziomem gruntu. Poręcze wykonane są również ze stalowych rur, co stanowi estetyczny element bezpieczeństwa schodów i balkonów. Słupki bezpieczeństwa służą do odgradzania obszaru od ruchu pojazdów w celu ochrony ludzi, budynków lub infrastruktury. Wiele komercyjnych stojaków rowerowych powstaje z gięcia rur stalowych. Wytrzymałe właściwości materiałowe stali zapewniają jej ochronę przed złodziejami. Najczęstszym zastosowaniem rur stalowych jest transport produktów, ponieważ materiał ten dobrze nadaje się do długotrwałych instalacji. Można go zakopać pod ziemią ze względu na jego wytrzymałość i odporność na awarie. Zastosowania niskociśnieniowe nie wymagają rur o wysokiej wytrzymałości, ponieważ nie są narażone na znaczne naprężenia. Wąska grubość ścianki pozwala na tańszą produkcję. Bardziej wyspecjalizowane zastosowania - takie jak rury stosowane w przemyśle naftowym i gazowym - wymagają bardziej rygorystycznych specyfikacji. Niebezpieczny charakter transportowanego produktu oraz możliwość zwiększonego nacisku na linię wymagają wysokiej wytrzymałości, a zatem większej grubości ścianek. Generalnie wiąże się to z wyższym kosztem. Kontrola jakości ma kluczowe znaczenie dla tych aplikacji. Może istnieć nieporozumienie co do sposobu, w jaki te materiały są określone, i co to znaczy dla dokładnych właściwości rury. Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) wraz z Amerykańskim Towarzystwem Inżynierów Mechanicznych (ASME) i American Petroleum Institute (API) to organizacje, które najczęściej wymieniają specyfikacje rurociągów w Ameryce Północnej. Specyfikacje można podzielić na trzy główne kategorie: Rozmiar rury jest podawany jako „Nominalny rozmiar rury” lub NPS. Początek liczb NPS dla mniejszych rur ( Zestawienia rur stalowych są sposobem na opisanie grubości ścianki rury. Jest to parametr krytyczny, ponieważ jest bezpośrednio związany z wytrzymałością rury i przydatnością do określonych zastosowań. Zestawienie rur jest liczbą bezwymiarową i jest obliczane na podstawie wzoru na grubość ścianki, biorąc pod uwagę ciśnienie obliczeniowe i dopuszczalne naprężenie. Przykłady numerów zestawień są następujące: 5, 5S, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 140, 160, STD, XS i XXS - najczęściej są to harmonogramy 40 i 80 Wraz ze wzrostem liczby zestawień rośnie grubość ścianki rury. Numer harmonogramu rury określa zatem średnicę wewnętrzną, ponieważ OD jest ustalane przez numer NPS. Ciężar rury można obliczyć na podstawie NPS, który określa średnicę zewnętrzną, oraz harmonogramu, który określa grubość ściany. Formuła wykorzystuje teoretyczną wagę stali wynoszącą 40,8 funta na stopę kwadratową na 1 cal grubości w celu ustalenia stałej. W = 10,69 xt (OD - t) Gdzie: W = waga (w funtach na stopę) Poniższa tabela z Engineering Toolbox pokazuje pomiary OD, grubości ścianki i ciężaru dla rur o różnych NPS. Pokazano zarówno harmonogram 40, jak i harmonogram 80. Producenci wydają raport z badań materiałów lub raport z badań młyna, aby potwierdzić, że produkt spełnia specyfikację analizy chemicznej i właściwości mechanicznych. MTR będzie zawierać wszystkie istotne dane dotyczące produktu i będzie towarzyszyć produktowi przez cały jego cykl życia. Poniżej przedstawiono typowe parametry, które można zapisać w MTR: Skład chemiczny, w tym zawartość węgla, stopów i siarki Rozmiar, waga, oznaczenie i gatunek materiału Numer cieplny materiału, który wiąże się z partią przetwarzania Właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i wydłużenie W przypadku pachołków stalowych najczęściej wymienianymi specyfikacjami są ASTM A53 i ASTM A500. Odlewnia Reliance dostarcza słupki do rur wykonane z rur stalowych. Słupki to pionowe długości rur instalowane w ziemi w celu ochrony ludzi, budynków i otaczającej infrastruktury przed kolizjami pojazdów. Słupki do rur stalowych muszą być zgodne ze specyfikacjami bezpieczeństwa, aby zapewnić, że są wystarczająco mocne, aby wytrzymać uderzenie pojazdu. Za pomocą stali Schedule 40 i Schedule 80 można wykonać słupki do rur stalowych w zależności od zastosowania. Słupki do rur stalowych są często przykryte pokrywami dekoracyjnymi ze stali nierdzewnej, plastiku lub innego metalu, aby zapewnić estetyczny wygląd i chronić rurę stalową przed korozją. 
Pale budowlane
Słupy do rusztowań
Zastosowanie produkcyjne
Szyny ochronne
Słupki
Stojaki rowerowe
Zastosowanie w transporcie
JAK OKREŚLONO RURĘ STALOWĄ?
Nominalny rozmiar rury
Harmonogramy
Masa rury
OD = średnica zewnętrzna
t = grubość ORZECZNICTWO
W JAKI SPOSÓB ODLEWNICTWO WYKORZYSTUJE RURY STALOWE?
