Valmistatud toorainest, sealhulgas rauast, alumiiniumist, süsinikust, mangaanist, titaanist, vanaadiumist ja tsirkooniumist, on terastorud torude tootmisel keskse tähtsusega. kütte- ja sanitaartehniliste süsteemide, maanteede ehitamise, autotööstuse ja isegi meditsiini rakendused (kirurgiliste implantaatide ja südame jaoks) ventiilid).
Nende ehitusmeetodid ulatuvad 1800-ndatest aastatest pärinevate insenerimurranguteni, sobivad nende ehitusmeetodid erinevatele kujundustele mitmetel eesmärkidel.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Terastorusid saab valmistada keevitamise teel või mitmesugustel eesmärkidel sujuva protsessi abil. Torude valmistamise protsess, mida on praktiseeritud sajandeid, hõlmab materjali kasutamist alumiiniumist kuni tsirkooniumini läbi erinevate sammude toorainest kuni valmistooteni, mida on ajaloos olnud rakendusi alates meditsiinist kuni tootmine.
Keevitatud vs. Sujuv tootmine torude valmistamise protsessis
Terastorusid, alates autotööstusest kuni gaasitorudeni, saab keevitada sulamitest - erinevatest keemilistest elementidest valmistatud metallidest - või ehitada sujuvalt sulatusahjust.
Kui keevitatud torud surutakse kokku selliste meetodite abil nagu kuumutamine ja jahutamine ning neid kasutatakse raskemate ja jäigemate rakenduste jaoks, nagu torustik ja gaas transportimisel luuakse õmblusteta torud venitamise ja õõnestamise teel kergemateks ja õhemateks eesmärkideks, näiteks jalgrataste ja vedeliku jaoks transport.
Tootmismeetod sobib palju terastoru erinevatele kujundustele. Diameetri ja paksuse muutmine võib põhjustada tugevuse ja paindlikkuse erinevusi suuremahulised projektid nagu gaasitranspordijuhtmed ja täpsed instrumendid nagu hüpodermilised nõelad.
Toru suletud struktuur, olgu see ümmargune, ruudukujuline või mis tahes kuju, võib sobida igaks vajalikuks, alates vedelike voolamisest kuni korrosiooni vältimiseni.
Keevitatud ja õmblusteta terastorude järkjärguline inseneriprotsess
Terastorude valmistamise üldine protsess hõlmab toorterase muutmist valuplokkideks, õitsenguteks, plaatideks ja kangideks (kõik mis on materjalid, mida saab keevitada), luues torujuhtme tootmisliinile ja moodustades torust soovitud toote.
•••Syed Hussain Ather
Kangide, õitsengute, tahvlite ja kangide loomine
Rauamaak ja koks, kuumutatud söe süsinikurikas aine, sulatatakse ahjus vedelaks aineks ja seejärel õhk hapniku abil sulatatud terase saamiseks. See materjal jahutatakse kangideks, suurteks terasvaludeks materjalide ladustamiseks ja transportimiseks, mis vormitakse rullide vahel suure rõhu all.
Mõned valuplokid lastakse läbi terasrullide, mis venitavad need õhemateks, pikemateks tükkideks, et tekitada õitsenguid, mis on vahepealsed terase ja raua vahel. Samuti rullitakse need plaatideks, ristkülikukujulise ristlõikega terastükkideks, virnastatud rullide kaudu, mis lõikavad plaadid kuju.
Nende materjalide meisterdamine torudesse
Rohkem veeremisseadmeid lameneb - protsess, mida nimetatakse vermimiseks - õitseb kangideks. Need on ümmarguse või ruudukujulise ristlõikega metalltükid, mis on veelgi pikemad ja õhemad. Lendkäärid lõikavad kangid täpsetesse asenditesse, nii et toorikud saab virnastada ja vormida sujuvaks toruks.
Plaate kuumutatakse umbes 2200 kraadi Fahrenheiti (1204 kraadi Celsiuse järgi), kuni need on vormitavad ja seejärel lahjendati skelpiks, mis on kitsad lindiribad kuni 0,25 miili (0,4 kilomeetrit) pikk. Seejärel puhastatakse teras väävelhappepaakidega, millele järgneb külm ja kuum vesi, ning transporditakse torusid valmistavatesse tehastesse.
Keevitatud ja õmblusteta torude väljatöötamine
Keevitatud torude jaoks kerib kerimismasin kerise lahti ja viib selle läbi rullide, et servad kõverduksid ja tekiksid torukujud. Keevituselektroodid kasutavad otsade kokkusurumiseks elektrivoolu enne, kui kõrgsurverull selle pingutab. Protsessi abil saab toru tekitada nii kiiresti kui 1100 jalga (335,3 m) minutis.
Õmblusteta torude puhul põhjustab ruudukujuliste kangide kuumutamise ja kõrgsurveveerimise protsess nende venitamist keskel oleva aukuga. Valtsimisveskid läbivad toru soovitud paksuse ja kujuga.
Edasine töötlemine ja galvaniseerimine
Edasine töötlemine võib hõlmata sirgendamist, keermestamist (tihedate soonte lõikamist torude otstesse) või katmine tsingist kaitsva õliga või tsingimine roostetamise vältimiseks (või mis iganes toru jaoks vajalik on) eesmärk). Tsingimine hõlmab tavaliselt tsinkkatete elektrokeemilisi ja elektrodepositsiooniprotsesse, et kaitsta metalli söövitavate materjalide, näiteks soolvee eest.
Protsessi eesmärk on heidutada vees ja õhus leiduvaid kahjulikke oksüdeerijaid. Tsink toimib hapniku anoodina, moodustades tsinkoksiidi, mis reageerib veega ja moodustab tsinkhüdroksiidi. Need tsinkhüdroksiidi molekulid moodustavad süsinikdioksiidiga kokkupuutel tsinkkarbonaadi. Lõpuks kleepub metalli kaitsmiseks tsingi külge õhuke, läbimatu, lahustumatu tsingikarbonaadi kiht.
Õhemat vormi, elektrogalvaanimist, kasutatakse tavaliselt autoosades, mis vajavad roostekindlat värvi, nii et kuum kastmine vähendab mitteväärismetalli tugevust. Roostevabad terased tekivad siis, kui roostevabad osad on tsingitud süsinikteraseks.
Torude tootmise ajalugu
•••Syed Hussain Ather
Kui keevitatud terastorud pärinevad Šoti insener William Murdocki leiutisest, mis on valmistatud kivisöeküttega lambisüsteemist barrelit musketit söegaasi transportimiseks 1815. aastal, võeti õmblusteta torud bensiini transportimiseks kasutusele alles 1880. aastate lõpus ja õli.
19. sajandi jooksul lõid insenerid torutootmises uuendusi, sealhulgas insener James Russelli meetod kasutada vasarahaarust lamedate rauaribade voltimiseks ja ühendamiseks, mida kuumutati, kuni need olid vormitavad 1824.
Juba järgmisel aastal lõi insener Comenius Whitehouse parema põkkkeevitamise meetodi, mis hõlmas õhukeste raudlehtede kuumutamist, mis olid keeratud toruks ja keevitatud otstest. Whitehouse kasutas koonusekujulist ava, et keerata servad torukujuliseks, enne kui need toruks keevitada.
Tehnoloogia leviks autotööstuses ja seda saaks kasutada ka nafta- ja gaasitranspordis läbimurded, näiteks kuumvormimisega toru küünarnukid painutatud torutoodete tõhusamaks tootmiseks ja pidev toru moodustamine konstantsena voog.
1886. aastal patenteerisid Saksa insenerid Reinhard ja Max Mannesmann oma isa viilitehases Remscheidis esimese valtsimisprotsessi mitmesugustest tükkidest õmblusteta torude loomiseks. 1890. aastatel leiutas duo pilger-valtsimisprotsessi - meetodi terastorude läbimõõdu ja seinapaksuse vähendamiseks suurenenud vastupidavus, mis koos teiste tehnikatega moodustaks "Mannesmanni protsessi", et muuta terastorude valdkonnas murranguliseks tehnika.
1960. aastatel võimaldas CNC (Computer Numerical Control - CNC) tehnoloogia inseneridel kasutada kõrgsageduslikku induktsioonparandust masinad täpsemate tulemuste saamiseks, kasutades arvuti abil koostatud kaarte keerukama kujunduse, tihedamate paindude ja õhemate kujunduste jaoks seinad. Arvutipõhine disainitarkvara domineeriks selles valdkonnas veelgi suurema täpsusega.
Terastorude jõud
Terastorujuhtmed võivad tavaliselt kesta sadu aastaid, pidades hästi vastu maagaasi ja saasteainete mõrasid ning ka metaani ja vesinikku vähe läbilaskvaid mõjusid. Soojusenergia säästmiseks ja tugevaks jäämiseks saab neid isoleerida vahtpolüuretaaniga (PU).
Kvaliteedikontrollistrateegiates saab kasutada selliseid meetodeid nagu röntgenkiirte kasutamine torude suuruse mõõtmiseks ja vastavalt kohandamine vastavalt täheldatud variatsioonidele või erinevustele. See tagab torujuhtmete sobivuse nende kasutamiseks ka kuumas või märjas keskkonnas.