Hoe wordt stalen buizen gemaakt?

Gemaakt van grondstoffen zoals ijzer, aluminium, koolstof, mangaan, titanium, vanadium en zirkonium, staan ​​stalen buizen centraal in de pijpproductie voor toepassingen die betrekking hebben op verwarmings- en sanitairsystemen, snelwegtechniek, autoproductie en zelfs medicijnen (voor chirurgische implantaten en hart- kleppen).

Met hun ontwikkeling die teruggaat tot technische doorbraken uit de jaren 1800, passen hun constructiemethoden bij de verschillende ontwerpen voor talloze doeleinden.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Stalen buizen kunnen worden geconstrueerd met lassen of met een naadloos proces voor verschillende doeleinden. Bij het maken van buizen, dat al eeuwenlang wordt toegepast, wordt materiaal van aluminium tot zirkonium gebruikt door verschillende stappen van grondstof naar een afgewerkt product dat in de geschiedenis toepassingen heeft gehad van geneeskunde tot fabricage.

Stalen buizen, van autofabricage tot gasleidingen, kunnen ofwel worden gelast uit legeringen - metalen gemaakt van verschillende chemische elementen - of naadloos worden geconstrueerd uit een smeltoven.

Terwijl gelaste buizen samen worden geperst door middel van methoden zoals verwarming en koeling en worden gebruikt voor zwaardere, stijvere toepassingen zoals sanitair en gas transport, naadloze buizen worden gecreëerd door uitrekken en uithollen voor lichtere en dunnere doeleinden zoals fietsen en vloeistoffen vervoer.

De productiemethode leent veel aan de verschillende ontwerpen van de stalen buis. Het wijzigen van de diameter en dikte kan leiden tot verschillen in sterkte en flexibiliteit voor: grootschalige projecten zoals gastransportpijpleidingen en precieze instrumenten zoals hypodermic naalden.

De gesloten structuur van een buis, of deze nu rond, vierkant of welke vorm dan ook is, past bij elke toepassing die nodig is, van het stromen van vloeistoffen tot het voorkomen van corrosie.

Het algemene proces van het maken van stalen buizen omvat het omzetten van ruw staal in blokken, bloemen, plakken en knuppels (allemaal dat zijn materialen die kunnen worden gelast), het creëren van een pijpleiding op een productielijn en het vormen van de pijp tot een gewenste Product.

•••Syed Hussain Ather

IJzererts en cokes, een koolstofrijke substantie uit verhitte kolen, worden in een oven tot een vloeibare substantie gesmolten en vervolgens met zuurstof gestraald om gesmolten staal te creëren. Dit materiaal wordt gekoeld tot ingots, grote gietstukken van staal voor het opslaan en transporteren van materialen, die onder hoge druk tussen rollen worden gevormd.

Sommige blokken worden door stalen rollen geleid die ze in dunnere, langere stukken rekken om bloemen te creëren, tussenproducten tussen staal en ijzer. Ze worden ook gerold tot platen, stukken staal met rechthoekige doorsneden, door gestapelde rollen die de platen in vorm snijden.

Meer rollende apparaten worden afgeplat - een proces dat bekend staat als munten - bloeit in knuppels. Dit zijn metalen stukken met ronde of vierkante doorsneden, die nog langer en dunner zijn. Vliegende scharen snijden de knuppels op precieze posities, zodat de knuppels kunnen worden gestapeld en tot naadloze buizen kunnen worden gevormd.

Platen worden verwarmd tot ongeveer 2.200 graden Fahrenheit (1.204 graden Celsius) totdat ze kneedbaar zijn en vervolgens uitgedund tot skelp, dit zijn smalle stroken lint tot 0,25 mijl (0,4 kilometer) lang. Het staal wordt vervolgens gereinigd met behulp van tanks met zwavelzuur, gevolgd door koud en warm water en getransporteerd naar fabrieken voor het maken van pijpen.

Voor gelaste buizen wikkelt een afwikkelmachine skelp af en voert het door rollen om de randen te laten krullen en buisvormen te creëren. Laselektroden gebruiken een elektrische stroom om de uiteinden aan elkaar te verzegelen voordat een hogedrukrol ze vastdraait. Het proces kan pijp produceren zo snel als 1.100 ft (335,3 m) per minuut.

Voor naadloze buizen zorgt een proces van verwarming en hogedrukwalsen van vierkante knuppels ervoor dat ze uitrekken met een gat in het midden. Walserijen doorboren de buis voor de gewenste dikte en vorm.

Verdere verwerking kan bestaan ​​uit rechttrekken, draadsnijden (snijden van strakke groeven in de uiteinden van pijpen) of afdekken met een beschermende olie van zink of verzinken om roesten te voorkomen (of wat dan ook nodig is voor de pijpen) doel). Galvanisatie omvat gewoonlijk elektrochemische en elektrolytische afzettingsprocessen van zinkcoatings om het metaal te beschermen tegen corrosief materiaal zoals zout water.

Het proces werkt om schadelijke oxidatiemiddelen in water en lucht af te schrikken. Zink werkt als een anode voor zuurstof om zinkoxide te vormen, dat reageert met water om zinkhydroxide te vormen. Deze zinkhydroxidemoleculen vormen zinkcarbonaat wanneer ze worden blootgesteld aan koolstofdioxide. Ten slotte plakt een dunne, ondoordringbare, onoplosbare laag zinkcarbonaat aan zink om het metaal te beschermen.

Een dunnere vorm, elektrogalvanisatie, wordt over het algemeen gebruikt in auto-onderdelen die roestwerende verf nodig hebben, zodat de hete onderdompeling de sterkte van het basismetaal vermindert. Roestvast staal ontstaat wanneer roestvrijstalen onderdelen worden gegalvaniseerd tot koolstofstaal.

•••Syed Hussain Ather

Terwijl gelaste stalen buizen dateren uit de uitvinding van de Schotse ingenieur William Murdock van het kolengestookte lampsysteem gemaakt van: vaten musketten om kolengas te vervoeren in 1815, naadloze buizen werden pas eind 1880 geïntroduceerd voor het transport van benzine en olie.

In de 19e eeuw creëerden ingenieurs innovaties in het maken van pijpen, waaronder die van ingenieur James Russell methode om een ​​valhamer te gebruiken om platte ijzeren strips te vouwen en samen te voegen die werden verwarmd totdat ze kneedbaar waren 1824.

Het jaar daarop creëerde ingenieur Comenius Whitehouse een betere methode van stuiklassen waarbij dunne ijzeren platen werden verwarmd die in een pijp werden gekruld en aan de uiteinden werden gelast. Whitehouse gebruikte een kegelvormige opening om de randen in een pijpvorm te krullen voordat ze in een pijp werden gelast.

De technologie zou zich binnen de automobielindustrie verspreiden en ook worden gebruikt voor olie- en gastransport met meer doorbraken zoals het heet vormen van buisellebogen om gebogen buisproducten effectiever te produceren, en continue buisvorming in een constante stroom.

In 1886 patenteerden de Duitse ingenieurs Reinhard en Max Mannesmann het eerste walsproces voor het maken van naadloze buizen van verschillende stukken in de vijlfabriek van hun vader in Remscheid. In de jaren 1890 vond het duo het pilger-walsproces uit, een methode om de diameter en wanddikte van de stalen buizen voor verhoogde duurzaamheid, die, met hun andere technieken, het "Mannesmann-proces" zou vormen om een ​​revolutie teweeg te brengen op het gebied van stalen buizen techniek.

In de jaren zestig lieten Computer Numerical Control (CNC)-technologie ingenieurs gebruik maken van hoogfrequente inductieherstel machines voor nauwkeurigere resultaten met behulp van door de computer ontworpen kaarten voor complexere ontwerpen, strakkere bochten en dunner muren. Computerondersteunde ontwerpsoftware zou het veld met nog grotere precisie blijven domineren.

Stalen pijpleidingen kunnen over het algemeen honderden jaren meegaan en zijn zeer goed bestand tegen scheuren door aardgas en verontreinigingen en tegen stoten met een lage permeatie voor methaan en waterstof. Ze kunnen worden geïsoleerd met polyurethaanschuim (PU) om thermische energie te besparen en toch sterk te blijven.

Strategieën voor kwaliteitscontrole kunnen methoden gebruiken zoals het gebruik van röntgenstralen om de grootte van de leidingen te meten en dienovereenkomstig aan te passen voor elke waargenomen variantie of verschil. Dit zorgt ervoor dat de pijpleidingen geschikt zijn voor hun toepassing, zelfs in warme of natte omgevingen.