Hvordan lages stålrør?

Laget av råvarer, inkludert jern, aluminium, karbon, mangan, titan, vanadium og zirkonium, er stålrør sentralt i rørproduksjonen for applikasjoner som spenner over varme- og rørleggeranlegg, motorveiingeniør, bilproduksjon og til og med medisin (for kirurgiske implantater og hjerte ventiler).

Med sin utvikling som sporer tilbake til tekniske gjennombrudd fra 1800-tallet, passer deres konstruksjonsmetoder til de forskjellige designene for en rekke formål.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Stålrør kan konstrueres med sveising eller ved bruk av en sømløs prosess for en rekke formål. Rørfremstillingsprosessen, som har blitt praktisert gjennom århundrer, innebærer å bruke materiale fra aluminium til zirkonium gjennom ulike trinn fra råvarer til et ferdig produkt som har hatt applikasjoner i historien fra medisin til produksjon.

Stålrør, fra bilproduksjon til gassrør, kan enten sveises av legeringer - metaller laget av forskjellige kjemiske elementer - eller konstrueres sømløst fra en smelteovn.

Mens sveisede rør tvinges sammen gjennom metoder som oppvarming og kjøling og brukes til tyngre, mer stive applikasjoner som rørleggerarbeid og gass transport, sømløse rør skapes gjennom strekking og huling for mer lette og tynnere formål som sykler og væske transport.

Produksjonsmetoden gir mye til de forskjellige designene av stålrøret. Endring av diameter og tykkelse kan føre til forskjeller i styrke og fleksibilitet for store prosjekter som gasstransportrørledninger og presise instrumenter som hypodermisk nåler.

Den lukkede strukturen til et rør, det være seg rund, kvadratisk eller hvilken som helst form, kan passe uansett påføring, fra væskestrøm til forebygging av korrosjon.

Den samlede prosessen med å lage stålrør innebærer å konvertere råstål til blokker, blomster, plater og bjelker (alt som er materialer som kan sveises), skaper en rørledning på en produksjonslinje og danner røret til et ønsket produkt.

•••Syed Hussain Ather

Jernmalm og koks, et karbonrikt stoff fra oppvarmet kull, smeltes til et flytende stoff i en ovn og sprenges deretter med oksygen for å lage smeltet stål. Dette materialet blir avkjølt til støtter, store støpegods av stål for lagring og transport av materialer, som er formet mellom ruller under høyt trykk.

Noen ingots føres gjennom stålruller som strekker dem i tynnere, lengre biter for å skape blomster, mellomprodukter mellom stål og jern. De rulles også inn i plater, stålbiter med rektangulære tverrsnitt, gjennom stablede ruller som kutter platene i form.

Flere rullende enheter flater ut - en prosess kjent som mynting - blomstrer til kvister. Dette er metallstykker med runde eller firkantede tverrsnitt, som er enda lengre og tynnere. Flygende saks kutter stengene i presise posisjoner slik at stengene kan stables og formes til sømløse rør.

Plater blir oppvarmet til ca 2200 grader Fahrenheit (1204 grader Celsius) til de er formbare og deretter tynnet ut i hjelmen, som er smale strimler av bånd opp til 0,25 miles (0,4 kilometer) lang. Stålet blir deretter rengjort med tanker med svovelsyre etterfulgt av kaldt og varmt vann og transportert til rørfabrikker.

For sveisede rør avvikler en rullemaskin skelp og fører den gjennom ruller for å få kantene til å krølle seg og skape rørformer. Sveiseelektroder bruker en elektrisk strøm for å tette endene sammen før en høytrykksrulle strammer den. Prosessen kan produsere rør så raskt som 1100 fot (335,3 m) per minutt.

For sømløse rør får en prosess med oppvarming og høytrykksrulling av firkantede tallerkener dem til å strekke seg med et hull i midten. Valsverk gjennomborer røret for ønsket tykkelse og form.

Ytterligere behandling kan omfatte retting, gjenging (skjæring av tette spor i rørendene) eller dekker med en beskyttende olje av sink eller galvanisering for å hindre rusting (eller hva som helst som er nødvendig for rørets hensikt). Galvanisering involverer vanligvis elektrokjemiske og elektrodeponeringsprosesser av sinkbelegg for å beskytte metallet mot etsende materiale som saltvann.

Prosessen virker for å avskrekke skadelige oksidasjonsmidler i vann og luft. Sink fungerer som en anode til oksygen for å danne sinkoksyd, som reagerer med vann og danner sinkhydroksid. Disse sinkhydroksydmolekylene danner sinkkarbonat når de utsettes for karbondioksid. Til slutt, et tynt, ugjennomtrengelig, uoppløselig lag med sinkkarbonat fester seg til sink for å beskytte metallet.

En tynnere form, elektrogalvanisering, brukes vanligvis i bildeler som krever rustbeskyttende maling, slik at varmedypen reduserer basemetallets styrke. Rustfritt stål opprettes når rustfrie deler er galvanisert til karbonstål.

•••Syed Hussain Ather

Mens sveisede stålrør dateres tilbake til den skotske ingeniøren William Murdocks oppfinnelse av det kullbrenne lampesystemet laget av fat musketter for å transportere kullgass i 1815, sømløse rør ble ikke introdusert før sent på 1880-tallet for transport av bensin og olje.

I løpet av 1800-tallet skapte ingeniører innovasjoner innen rørproduksjon, inkludert ingeniør James Russell metode for å bruke en dråpehammer til å brette og sammenføye flate jernstrimler som ble oppvarmet til de var formbare 1824.

Helt neste år skapte ingeniør Comenius Whitehouse en bedre metode for stussveising som innebar oppvarming av tynne jernplater som ble krøllet inn i et rør og sveiset i endene. Whitehouse brukte en kjegleformet åpning for å krølle kantene til en rørform før de sveiset dem inn i et rør.

Teknologien vil spre seg innenfor bilindustrien og også brukes til olje- og gasstransport med videre gjennombrudd som varmformende røralbuer for å produsere bøyde rørprodukter mer effektivt, og kontinuerlig rørdannelse i en konstant strøm.

I 1886 patenterte de tyske ingeniørene Reinhard og Max Mannesmann den første rulleprosessen for å lage sømløse rør fra forskjellige deler på farens arkivfabrikk i Remscheid. I 1890-årene oppfant duoen pilgervalseprosessen, en metode for å redusere stålrørens diameter og veggtykkelse for økt holdbarhet, som sammen med andre teknikker ville danne "Mannesmann-prosessen" for å revolusjonere feltet av stålrør ingeniørfag.

På 1960-tallet la Computer Numerical Control (CNC) -teknologi ingeniører bruke høyfrekvent induksjonsreparasjon maskiner for mer presise resultater ved hjelp av datamaskindesignede kart for mer komplekse design, strammere bøyninger og tynnere vegger. Datastøttet designprogramvare vil fortsette å dominere feltet med enda større presisjon.

Stålrørledninger kan vanligvis vare hundrevis av år med stor motstand mot sprekker fra naturgass og forurensninger, samt mot støt med lav gjennomtrengning til metan og hydrogen. De kan isoleres med polyuretanskum (PU) for å spare termisk energi mens de forblir sterke.

Kvalitetskontrollstrategier kan bruke metoder som å bruke røntgenstråler for å måle størrelsen på rørene og justere deretter for eventuell observert avvik eller forskjell. Dette sikrer at rørledningene er egnet for påføring selv i varme eller våte omgivelser.