Ocelové trubky jsou vyrobeny ze surovin včetně železa, hliníku, uhlíku, manganu, titanu, vanadu a zirkonu a jsou ústředním bodem výroby trub pro aplikace zahrnující systémy vytápění a instalatérství, dálniční inženýrství, výrobu automobilů a dokonce i medicínu (pro chirurgické implantáty a srdce ventily).
Jejich vývoj sahá až k technickým průlomům z roku 1800 a jejich konstrukční metody vyhovují různým designům pro nesčetné množství účelů.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Ocelové trubky mohou být konstruovány svařováním nebo plynulým procesem pro různé účely. Proces výroby trubek, který se praktikuje po staletí, zahrnuje použití materiálu od hliníku po zirkon prostřednictvím různých kroků od surovin po hotový výrobek, který se v minulosti uplatnil od medicíny po výrobní.
Svařované vs. Bezproblémová výroba v procesu výroby trubek
Ocelové trubky, od výroby automobilů po plynové potrubí, lze svařovat buď ze slitin - kovů vyrobených z různých chemických prvků - nebo bez problémů konstruovat z tavicí pece.
Zatímco svařované trubky jsou vzájemně tlačeny metodami, jako je vytápění a chlazení, a používají se pro těžší a tuhší aplikace, jako jsou instalatérské práce a plyn při přepravě se bezešvé trubky vytvářejí protahováním a prohlubováním pro lehčí a tenčí účely, jako jsou jízdní kola a kapaliny přeprava.
Způsob výroby je vhodný pro různé konstrukce ocelových trubek. Změna průměru a tloušťky může vést k rozdílům v pevnosti a pružnosti rozsáhlé projekty, jako jsou plynovody pro přepravu plynu a přesné přístroje, jako jsou podkožní přístroje jehly.
Uzavřená struktura trubice, ať už kruhová, čtvercová nebo jakéhokoli tvaru, se hodí pro jakékoli použití, od toku kapalin po prevenci koroze.
Podrobný technologický proces pro svařované a bezešvé ocelové trubky
Celkový proces výroby ocelových trubek zahrnuje přeměnu surové oceli na ingoty, bloky, desky a sochory (vše z což jsou materiály, které lze svařovat), vytvoření potrubí na výrobní lince a formování potrubí do požadovaného produkt.
•••Syed Hussain Ather
Vytváření ingotů, květů, desek a sochorů
Železná ruda a koks, látka bohatá na uhlík ze zahřátého uhlí, se v peci roztaví na kapalnou látku a poté se otryskává kyslíkem za vzniku roztavené oceli. Tento materiál je ochlazován na ingoty, velké odlitky z oceli pro skladování a přepravu materiálů, které jsou tvarovány mezi válci pod velkým tlakem.
Některé ingoty procházejí ocelovými válečky, které je roztahují na tenčí, delší kusy, aby vytvořily květy, meziprodukty mezi ocelí a železem. Jsou také válcovány do desek, kusů oceli s obdélníkovými průřezy, přes naskládané válečky, které řezají desky do tvaru.
Výroba těchto materiálů do potrubí
Více válcovacích zařízení se zplošťuje - proces známý jako ražení - kvete na sochory. Jedná se o kovové kusy s kulatým nebo čtvercovým průřezem, které jsou ještě delší a tenčí. Létající nůžky stříhají sochory v přesných polohách, takže sochory lze skládat a formovat do bezešvých trubek.
Desky se zahřívají na asi 2200 stupňů Fahrenheita (1204 stupňů Celsia), dokud nejsou tvárné a poté se ztenčí na řasy, což jsou úzké proužky pásky až do 0,4 míle (0,4 km) dlouho. Ocel se poté čistí pomocí nádrží s kyselinou sírovou, následně studenou a horkou vodou a přepravuje se do továren na výrobu trubek.
Vývoj svařovaných a bezešvých trubek
U svařovaných trubek odvíjecí stroj odvíjí skelpy a prochází je válečky, aby se okraje zvlnily a vytvořily tvary trubek. Svařovací elektrody používají k utěsnění konců elektrický proud, než je vysokotlaký válec utáhne. Tento proces může vyrábět potrubí rychlostí až 335,3 m za minutu.
U bezešvých trubek způsobí proces ohřevu a vysokotlakého válcování čtvercových sochorů jejich protažení s otvorem ve středu. Válcovací stolice prorazí trubku na požadovanou tloušťku a tvar.
Další zpracování a galvanizace
Další zpracování může zahrnovat rovnání, závitování (řezání těsných drážek do konců trubek) nebo pokrytí ochranným olejem ze zinku nebo galvanizací, aby se zabránilo korozi (nebo cokoli, co je nezbytné pro potrubí) účel). Galvanizace obvykle zahrnuje elektrochemické a elektrolytické nanášení zinkových povlaků na ochranu kovu před korozivním materiálem, jako je slaná voda.
Tento proces odstrašuje škodlivá oxidační činidla ve vodě a vzduchu. Zinek působí jako anoda na kyslík za vzniku oxidu zinečnatého, který reaguje s vodou za vzniku hydroxidu zinečnatého. Tyto molekuly hydroxidu zinečnatého při vystavení působení oxidu uhličitého tvoří uhličitan zinečnatý. Nakonec se na zinek chrání tenká, neproniknutelná nerozpustná vrstva uhličitanu zinečnatého, která chrání kov.
Tenčí forma, elektrolytické zinkování, se obvykle používá v automobilových součástech, které vyžadují antikorozní barvu, takže žárové ponoření snižuje pevnost základního kovu. Nerezové oceli vznikají, když jsou nerezové části pozinkovány na uhlíkovou ocel.
Historie výroby potrubí
•••Syed Hussain Ather
Zatímco svařované ocelové trubky sahají až k vynálezu skotského inženýra Williama Murdocka z lampového systému na uhlí vyrobeného z sudy mušket pro přepravu uhelného plynu v roce 1815, bezešvé trubky byly zavedeny až koncem 80. let 19. století pro přepravu benzinu a olej.
Během 19. století vytvořili inženýři inovace ve výrobě trubek, včetně inženýra Jamese Russella metoda použití kladiva ke skládání a spojování plochých železných pásů, které byly zahřívány, dokud nebyly tvarovatelné 1824.
Hned příští rok vytvořil inženýr Comenius Whitehouse lepší metodu svařování na tupo, která zahrnovala ohřev tenkých železných plechů, které byly stočeny do trubky a na koncích svařeny. Whitehouse použil otvor ve tvaru kužele ke zvlnění okrajů do tvaru trubky před jejich svařením do trubky.
Tato technologie by se rozšířila v automobilovém průmyslu a byla by dále využívána pro přepravu ropy a zemního plynu průlomy, jako jsou kolena pro tvarování trubek za tepla, pro efektivnější výrobu ohýbaných trubkových produktů, a kontinuální tvarování trubek konstantní proud.
V roce 1886 němečtí inženýři Reinhard a Max Mannesmann patentovali první válcovací proces pro vytváření bezešvých trubek z různých kusů v továrně na otcovy spisy v Remscheidu. V 90. letech 19. století duo vynalezlo postup válcování poutníků, způsob snižování průměru a tloušťky stěny ocelových trubek pro zvýšená trvanlivost, která by svými dalšími technikami vytvořila „Mannesmannův proces“, který by znamenal revoluci v oblasti ocelových trubek inženýrství.
V 60. letech 20. století umožnila technologie Computer Numerical Control (CNC) technikům použít vysokofrekvenční indukční opravy stroje pro přesnější výsledky pomocí počítačově navržených map pro složitější návrhy, užší ohyby a tenčí stěny. Počítačem podporovaný návrhový software by i nadále dominoval poli s ještě větší přesností.
Síla ocelových trubek
Ocelové potrubí může obecně vydržet stovky let s velkou odolností proti prasklinám od zemního plynu a znečišťujících látek a také proti nárazům s nízkou propustností pro metan a vodík. Mohou být izolovány polyuretanovou pěnou (PU), aby šetřily tepelnou energii a přitom zůstaly silné.
Strategie kontroly kvality mohou používat metody, jako je použití rentgenových paprsků k měření velikosti trubek a odpovídající přizpůsobení jakékoli pozorované odchylce nebo rozdílu. Tím je zajištěno, že potrubí je vhodné pro jejich použití i v horkém nebo mokrém prostředí.