Як виготовляється сталева труба?

Зміст

• TL; DR (Занадто довго; Не читав)
• Зварне проти безшовного виробництва в процесі виготовлення труб
• Покроковий технологічний процес для зварюваних і безшовних сталевих труб
• Створення злитків, цвітінь, плит та заготовок
• Створення цих матеріалів у труби
• Розробка зварених і безшовних труб
• Подальша обробка та цинкування
• Історія виготовлення труб
• Потужність сталевих труб

Виготовлені із сировини, включаючи залізо, алюміній, вуглець, марганець, титан, ванадій та цирконій, сталеві труби є основними у виробництві труб для застосувань систем опалення та водопроводу, машинобудування автомобільних доріг, автомобільного виробництва та навіть медицини (для хірургічних імплантатів та серцевих клапанів) .

З їх розвитком тягнеться до інженерних проривів 1800-х років, їхні способи побудови відповідають різноманітним конструкціям для безлічі цілей.

TL; DR (Занадто довго; Не читав)

Сталеві труби можуть бути сконструйовані зварюванням або з використанням безшовного процесу для різних цілей. Процес виготовлення труб, який практикується протягом століть, передбачає використання матеріалу від алюмінію до цирконію через різні етапи від сировини до готового продукту, який мав застосування в історії від медицини до виробництва.

Зварне проти безшовного виробництва в процесі виготовлення труб

Сталеві трубки - від автомобільного виробництва до газових труб - можуть бути зварені із сплавів - металів, виготовлених з різних хімічних елементів, - або виготовлені з плавки печі.

Хоча зварені трубки примусово поєднуються за допомогою таких методів, як нагрівання та охолодження, і використовуються для більш важких і жорстких застосувань, таких як водопровідна та газотранспортна, безшовні трубки створюються за допомогою розтягування та заглиблення для більш легких і тонких цілей, таких як велосипеди та транспортування рідини.

Спосіб виробництва багато в чому піддається різним конструкціям сталевої труби. Зміна діаметра та товщини може призвести до відмінностей у міцності та гнучкості для масштабних проектів, таких як газотранспортні трубопроводи та точні інструменти, такі як підшкірні голки.

Закрита структура трубки, будь вона круглої, квадратної або будь-якої форми, може відповідати будь-якому застосуванню, від потоку рідин до запобігання корозії.

Покроковий технологічний процес для зварюваних і безшовних сталевих труб

Загальний процес виготовлення сталевих труб включає перетворення сирої сталі в злитки, цвіль, плити і заготовки (все це матеріали, які можна зварювати), створення трубопроводу на виробничій лінії та перетворення труби в потрібний продукт.

••• Сид Хусейн Ефір

Створення злитків, цвітінь, плит та заготовок

Залізну руду та кокс, багату вуглецем речовину з нагрітого вугілля, розплавляють у рідкій речовині в топці, а потім продувають киснем для створення розплавленої сталі. Цей матеріал охолоджують у злитки, великі литі сталі для зберігання та транспортування матеріалів, які формуються між валиками під високим тиском.

Деякі злитки пропускають через сталеві валики, які розтягують їх на більш тонкі, довші шматки, щоб створити цвітіння, проміжні між сталлю та залізом. Вони також згортаються в плити, шматки сталі з прямокутними перерізами, через укладені валики, які розрізають плити у формі.

Створення цих матеріалів у труби

Більше прокатних пристроїв сплющується - процес, відомий як монетування - зацвітає в заготовки. Це шматки металу з круглими або квадратними перерізами, які ще довші і тонші. Літаючі ножиці розрізають заготовки в точних положеннях, щоб заготовки могли бути укладені і сформовані в безшовну трубу.

Плити нагріваються приблизно до 2200 градусів за Фаренгейтом (1 204 градуси Цельсія) до тих пір, поки вони не стануть ковкими, а потім проріджуються до коси, що представляють собою вузькі смужки стрічки завдовжки 0,4 кілометра. Потім сталь очищають за допомогою резервуарів сірчаної кислоти з подальшим холодною та гарячою водою та транспортують на трубопроводи.

Розробка зварених і безшовних труб

Для зварених труб розмотувальна машина розкручує шнек і пропускає його через ролики, щоб змусити краї згортатися і створити форми труб. Зварювальні електроди використовують електричний струм для герметизації кінців разом, перш ніж валик високого тиску підтягне його. Цей процес може виробляти трубу так само швидко (335,3 м) в хвилину.

Для безшовних труб процес нагрівання та прокатки квадратних заготовок високого тиску змушує їх розтягуватися з отвором у центрі. Прокатні млини проколюють трубу потрібної товщини та форми.

Подальша обробка та цинкування

Подальша обробка може включати випрямлення, нарізання різьби (різання щільних канавок в кінці труб) або покриття захисним маслом цинку або цинкування для запобігання іржі (або що потрібно для цілей труб). Оцинкування, як правило, включає електрохімічні та електроосадження цинкових покриттів для захисту металу від корозійних матеріалів, таких як солона вода.

Процес діє на стримування шкідливих окислювачів у воді та повітрі. Цинк діє як анод кисню, утворюючи оксид цинку, який реагує з водою, утворюючи гідроксид цинку. Ці молекули гідроксиду цинку утворюють карбонат цинку під дією вуглекислого газу. Нарешті, тонкий непроникний нерозчинний шар карбонату цинку прилипає до цинку для захисту металу.

Більш тонка форма, електрогальванізація, як правило, використовується в автомобільних деталях, які потребують фарби, захищеної від іржі, таким чином, що гаряче занурення знижує міцність основного металу. Нержавіючі сталі створюються, коли нержавіючі деталі оцинковані до вуглецевої сталі.

Історія виготовлення труб

••• Сид Хусейн Ефір

Хоча зварені сталеві труби датуються шотландським інженером Вільямом Мердоком винаходом лампи з вугіллям, виготовленої з бочок мушкетів для транспортування вугільного газу в 1815 році, безшовні труби не були введені до кінця 1880-х для транспортування бензину та нафти.

Протягом 19 століття інженери створили інновації у виробництві труб, включаючи метод інженера Джеймса Рассела, щоб використовувати краплинний молоток для складання та приєднання плоских залізних смуг, які були нагріті до тих пір, поки вони не були ковкими в 1824 році.

Вже наступного року інженер Коменський Уайтхаус створив кращий метод стикового зварювання, який передбачав нагрівання тонких залізних листів, які згорнулися в трубу і приварили на кінцях. Уайтхаус використовував конусоподібний отвір, щоб завити краї в форму труби, перш ніж зварювати їх у трубу.

Ця технологія пошириться у виробництві автомобільної промисловості, а також буде використовуватися для транспортування нафти і газу з подальшими проривами, такими як гарячі лікті трубки для більш ефективного отримання зігнутих трубних виробів та безперервне формування труб в постійному потоці.

У 1886 році німецькі інженери Рейнхард та Макс Маннесман запатентували перший процес прокатки для створення безшовних труб з різних шматочків на фабриці файлів їхніх батьків у Ремшайді. У 1890-х роках дует винайшов процес прокатки пілгера, метод зменшення діаметру та товщини стінок сталевих труб для збільшення міцності, що, за їх інших методик, сформує "процес Маннесмана" для революції в галузі сталевих труб машинобудування.

У 1960-х роках технологія комп'ютерного числення (ЧПУ) дозволила інженерам використовувати високочастотні індукційні шліфувальні машини для більш точних результатів, використовуючи комп'ютерні карти для складніших конструкцій, більш жорстких вигинів і тонших стінок. Комп'ютерне програмне забезпечення для дизайну продовжувало б домінувати на полі з ще більшою точністю.

Потужність сталевих труб

Сталеві трубопроводи, як правило, можуть тривати сотні років з великою стійкістю до тріщин природного газу та забруднень, а також до ударів з низькою проникністю до метану та водню. Вони можуть бути утеплені пінополіуретаном (ПУ), щоб зберегти теплову енергію, залишаючись міцними.

Стратегії контролю якості можуть використовувати такі методи, як використання рентгенівських променів для вимірювання розмірів труб та відповідно коригування для будь-якої спостерігається відхилення чи різниці. Це забезпечує трубопроводи придатними для їх застосування навіть у гарячих чи вологих умовах.