Plieniniai vamzdžiai, pagaminti iš žaliavų, įskaitant geležį, aliuminį, anglį, manganą, titaną, vanadį ir cirkonį, yra svarbiausi vamzdžių gamybai. šildymo ir santechnikos sistemų, greitkelių inžinerijos, automobilių gamybos ir net medicinos (chirurginių implantų ir širdies) taikymo sritis vožtuvai).
Atsižvelgiant į tai, kad jų plėtra siekia 1800-ųjų inžinerijos laimėjimų, jų statybos metodai tinka įvairiems projektams daugybe tikslų.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Plieniniai vamzdžiai gali būti sukonstruoti suvirinant arba naudojant vientisą procesą įvairiais tikslais. Vamzdžių gamybos procesas, kuris buvo praktikuojamas šimtmečius, apima medžiagų naudojimą nuo aliuminio iki cirkonio įvairiais žingsniais nuo žaliavų iki gatavo produkto, kuris istorijoje buvo pritaikytas nuo medicinos iki gamyba.
Suvirinti vs. Besiūlė gamyba vamzdžių gamybos procese
Plieniniai vamzdžiai, pradedant automobilių gamyba ir baigiant dujotiekiais, gali būti suvirinti iš lydinių - metalų, pagamintų iš skirtingų cheminių elementų, arba pagaminti vientisai iš lydymo krosnies.
Nors suvirinti vamzdžiai verčiami kartu su tokiais metodais kaip šildymas ir aušinimas ir naudojami sunkesnėms, standesnėms reikmėms, tokioms kaip santechnika ir dujos transportuojant, besiūliai vamzdžiai kuriami tempiant ir tuščiaviduriais, kad būtų lengviau ir plonesni, pavyzdžiui, dviračiai ir skystis gabenimas.
Gamybos būdas labai tinka įvairiems plieno vamzdžių projektams. Pakeitus skersmenį ir storį, gali atsirasti stiprumo ir lankstumo skirtumų didelio masto projektai, tokie kaip dujų transportavimo vamzdynai, ir tikslūs instrumentai, tokie kaip hipodermija adatos.
Uždara vamzdžio konstrukcija - apvali, kvadratinė ar bet kokios formos - gali tikti bet kokiai paskirčiai, nuo skysčių srauto iki korozijos prevencijos.
Žingsnis po žingsnio suvirintų ir besiūlių plieninių vamzdžių inžinerijos procesas
Bendras plieninių vamzdžių gamybos procesas apima neapdoroto plieno pavertimą luitais, žiedais, plokštėmis ir ruošiniais (visa tai) kurios yra medžiagos, kurias galima suvirinti), sukuriant dujotiekį gamybos linijoje ir suformuojant vamzdį į norimą produktas.
•••Syedas Hussainas Atheris
Luitų, žiedų, plokščių ir ruošinių kūrimas
Geležies rūdos ir koksas, turtingos anglies medžiagos iš pašildytos anglies, krosnyje ištirpsta į skystą medžiagą, o po to sprogdinami deguonimi, kad susidarytų išlydytas plienas. Ši medžiaga aušinama į luitus, didelius plieno liejinius, skirtus medžiagoms laikyti ir gabenti, kurie yra formuojami tarp volų esant dideliam slėgiui.
Kai kurie luitai perleidžiami per plieninius volus, kurie juos ištempia į plonesnius, ilgesnius gabalėlius, kad sukeltų žiedus, tarpinius plieno ir geležies sluoksnius. Jie taip pat valcuojami į plokštes, stačiakampio skerspjūvio plieno gabalus, per sukrautus volus, kurie plokštes supjausto pagal formą.
Gaminti šias medžiagas į vamzdžius
Daugiau riedėjimo įtaisų išsilygina - procesas, žinomas kaip kalimas, pražysta ruošiniais. Tai metaliniai gabalai, kurių skerspjūvis yra apvalus arba kvadratinis, dar ilgesni ir plonesni. Skriejančios žirklės supjausto ruošinius tikslioje padėtyje, todėl ruošinius galima sukrauti ir suformuoti į vientisą vamzdį.
Plokštės pašildomos iki maždaug 2200 laipsnių pagal Celsijų (1204 laipsniai Celsijaus), kol jos bus formuojamos o paskui suplonėjo į skelpą, kuris yra siauros juostos juostelės iki 0,25 mylios (0,4 kilometro) ilgas. Tada plienas valomas sieros rūgšties talpyklomis, po to šaltu ir karštu vandeniu ir gabenamas į vamzdžių gamybos fabrikus.
Suvirintų ir besiūlių vamzdžių kūrimas
Suvirintiems vamzdžiams atsukama mašina atsukama ir praleidžia per ritinius, kad kraštai susisuktų ir sukurtų vamzdžių formas. Suvirinimo elektrodai naudoja elektros srovę, kad galai būtų užplombuoti, kol aukšto slėgio volas priveržia. Proceso metu vamzdis gali susidaryti net 1100 pėdų (335,3 m) per minutę.
Besiūlių vamzdžių kaitinimo ir aukšto slėgio kvadratinių ruošinių valcavimo procesas priverčia juos ištempti, o centre yra skylė. Valcavimo staklės perveria vamzdį norimu storiu ir forma.
Tolesnis perdirbimas ir galvanizavimas
Tolesnis apdorojimas gali apimti tiesinimą, sriegimą (tvirtų griovelių pjovimą vamzdžių galuose) arba padengimas apsaugine cinko arba cinkavimo alyva, kad būtų išvengta rūdijimo (ar bet ko, kas reikalinga vamzdžiui) tikslas). Cinkavimas paprastai apima elektrocheminius ir elektrodinius cinko dangų procesus, siekiant apsaugoti metalą nuo korozinių medžiagų, tokių kaip sūrus vanduo.
Procesas apsaugo nuo kenksmingų oksidatorių, esančių vandenyje ir ore. Cinkas veikia kaip deguonies anodas, kad susidarytų cinko oksidas, kuris reaguoja su vandeniu ir susidaro cinko hidroksidas. Šios cinko hidroksido molekulės, veikiamos anglies dioksido, sudaro cinko karbonatą. Galiausiai, plonas, nepraeinamas, netirpus cinko karbonato sluoksnis prilimpa prie cinko, kad apsaugotų metalą.
Plonesnė forma - elektrogalvanizacija - paprastai naudojama automobilių dalims, kurioms reikalingi rūdijimui atsparūs dažai, kad karštas panardinimas sumažintų netauriųjų metalų stiprumą. Nerūdijantis plienas sukuriamas, kai nerūdijančios dalys yra cinkuotos iki anglinio plieno.
Vamzdžių gamybos istorija
•••Syedas Hussainas Atheris
Nors suvirinti plieniniai vamzdžiai datuojami škotų inžinieriaus Williamo Murdocko išradimu iš anglimi kūrenamų lempų sistemos 1815 m. statinės muškietos, skirtos anglies dujoms gabenti, besiūliai vamzdžiai buvo įvedami tik 1880-ųjų pabaigoje. ir aliejaus.
XIX amžiuje inžinieriai sukūrė vamzdžių gamybos naujoves, įskaitant inžinierių Jamesą Russellą metodas naudoti lašintuvą, kad būtų galima sulankstyti ir sujungti plokščias geležines juosteles, kurios buvo kaitinamos tol, kol jos buvo formuojamos 1824.
Jau kitais metais inžinierius Comenius Whitehouse sukūrė geresnį suvirinimo užpakalyje metodą, kuris apėmė plonų geležinių lakštų, susisukusių į vamzdį ir suvirintų galuose, kaitinimą. Prieš suvirindamas juos į vamzdį, Whitehouse panaudojo kūgio formos angą, kad užriestų kraštus į vamzdžio formą.
Ši technologija paplito automobilių gamybos pramonėje, taip pat bus naudojama naftos ir dujų transportui tokie proveržiai kaip karšto formavimo vamzdžių alkūnės, kad būtų galima efektyviau gaminti sulenktų vamzdžių gaminius, ir nuolatinis vamzdžių formavimas pastoviai srautas.
1886 m. Vokiečių inžinieriai Reinhardas ir Maxas Mannesmannas savo tėvo dildžių gamykloje Remscheide užpatentavo pirmąjį besiūlių vamzdžių iš įvairių dalių sukūrimo procesą. 1890-aisiais duetas išrado plūgų valcavimo procesą - būdą sumažinti plieninių vamzdžių skersmenį ir sienelių storį padidėjęs patvarumas, kuris, taikant kitas jų technologijas, sudarytų „Mannesmanno procesą“, kuris sukeltų revoliuciją plieno vamzdžių srityje inžinerija.
Šeštajame dešimtmetyje kompiuterinė skaitmeninė valdymo (CNC) technologija leido inžinieriams naudoti aukšto dažnio indukcinį taisymą mašinos, kad būtų galima gauti tikslesnius rezultatus, naudojant kompiuterio sukurtus žemėlapius, kurie yra sudėtingesnio dizaino, griežtesni lenkimai ir plonesni sienos. Kompiuterizuoto projektavimo programinė įranga ir toliau dominuos šioje srityje dar tiksliau.
Plieninių vamzdžių galia
Plieniniai vamzdynai paprastai gali tarnauti šimtus metų, labai atsparūs gamtinių dujų ir teršalų įtrūkimams, taip pat poveikiams, kurių metanas ir vandenilis mažai prasiskverbia. Jie gali būti izoliuoti putų poliuretanu (PU), siekiant išsaugoti šiluminę energiją ir išlikti stiprūs.
Kokybės kontrolės strategijose gali būti naudojami tokie metodai, kaip rentgeno spindulių naudojimas norint nustatyti vamzdžių dydį ir atitinkamai koreguoti atsižvelgiant į pastebėtą dispersiją ar skirtumą. Tai užtikrina, kad dujotiekiai yra tinkami naudoti net karštoje ar drėgnoje aplinkoje.
