Kako je narejena jeklena cev?

Izdelane iz surovin, vključno z železom, aluminijem, ogljikom, manganom, titanom, vanadijem in cirkonijem, so jeklene cevi osrednjega pomena za proizvodnjo cevi za aplikacije, ki zajemajo ogrevalne in vodovodne sisteme, avtoceste, avtomobilsko proizvodnjo in celo medicino (za kirurške vsadke in srce ventili).

Z razvojem, ki sega do inženirskih prebojev iz 19. stoletja, njihovi načini gradnje za različne namene ustrezajo različnim oblikam.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Jeklene cevi je mogoče izdelati z varjenjem ali brezšivnim postopkom za različne namene. Postopek izdelave cevi, ki se izvaja že stoletja, vključuje uporabo materiala od aluminija do cirkonija skozi različne korake od surovin do končnega izdelka, ki se je v zgodovini uporabljal od medicine do proizvodnja.

Jeklene cevi, od avtomobilske do plinskih cevi, so lahko bodisi varjene iz zlitin - kovin, izdelanih iz različnih kemičnih elementov - bodisi brezšivno izdelane iz talilne peči.

Medtem ko se varjene cevi medsebojno silijo z metodami, kot sta ogrevanje in hlajenje, in se uporabljajo za težje, bolj toge aplikacije, kot so vodovod in plin pri prevozu se brez raztezanja in votline ustvarjajo brezšivne cevi za bolj lahke in tanjše namene, kot so kolesa in tekočina prevoz.

Način proizvodnje je v veliki meri odvisen od različnih izvedb jeklenih cevi. Sprememba premera in debeline lahko vodi do razlik v trdnosti in prožnosti za obsežni projekti, kot so plinovodi za transport plina in natančni instrumenti, kot je podkožna igle.

Zaprta struktura cevi, naj bo ta okrogla, kvadratna ali kakršne koli druge oblike, lahko ustreza vsem potrebam, od pretoka tekočin do preprečevanja korozije.

Celoten postopek izdelave jeklenih cevi vključuje pretvorbo surovega jekla v ingote, cvetove, plošče in gredice (vse ki so materiali, ki jih je mogoče variti), ustvarjanje cevovoda na proizvodni liniji in oblikovanje cevi v želeno izdelka.

•••Syed Hussain Ather

Železova ruda in koks, z ogljikom bogata snov iz segretega premoga, se v peči stopi v tekočo snov in nato razstreli s kisikom, da nastane staljeno jeklo. Ta material se ohladi v ingote, velike odlitke iz jekla za shranjevanje in prevoz materialov, ki so oblikovani med valji pod velikimi pritiski.

Nekateri ingoti se speljejo skozi jeklene valje, ki jih raztegnejo v tanjše, daljše koščke, da se ustvarijo cvetovi, vmesni proizvodi med jeklom in železom. Prav tako se valjajo v plošče, koščke jekla s pravokotnimi preseki, skozi zložene valje, ki plošče režejo v obliko.

Več valjarskih naprav se izravna - postopek, znan kot kovanje - cveti v gredice. To so kovinski kosi z okroglimi ali kvadratnimi prerezi, ki so še daljši in tanjši. Leteče škarje režejo gredice na natančnih položajih, tako da jih je mogoče zložiti in oblikovati v brezšivne cevi.

Plošče se segrejejo na približno 2.200 stopinj Fahrenheita (1.204 stopinj Celzija), dokler niso voljne in nato razredčimo v skelp, ki so ozki trakovi do 0,4 kilometra dolga. Nato jeklo očistimo z rezervoarji z žveplovo kislino, čemur sledi hladna in vroča voda ter ga odpeljemo v tovarne za izdelavo cevi.

Pri varjenih ceveh odvijalni stroj odvije skelp in ga spusti skozi valje, da se robovi zvijejo in ustvarijo oblike cevi. Varilne elektrode uporabljajo električni tok za tesnjenje koncev, preden jih visokotlačni valj zategne. Postopek lahko ustvari cevi tako hitro kot 335,3 m na minuto.

Pri brezšivnih ceveh postopek ogrevanja in visokotlačnega valjanja kvadratnih gredic povzroči, da se raztezajo z luknjo v sredini. Valjarne predrejo cev za želeno debelino in obliko.

Nadaljnja obdelava lahko vključuje ravnanje, rezanje navojev (zarezovanje tesnih utorov na konce cevi) ali prevleka z zaščitnim oljem iz cinka ali pocinkanja, da se prepreči rjavenje (ali karkoli je potrebno za cevi namen). Galvanizacija običajno vključuje elektrokemijske in elektrodepozicijske postopke cinkovih prevlek za zaščito kovine pred jedkimi snovmi, kot je slana voda.

Postopek odvrača škodljive oksidante v vodi in zraku. Cink deluje kot anoda kisiku, da tvori cinkov oksid, ki reagira z vodo in tvori cinkov hidroksid. Te molekule cinkovega hidroksida tvorijo cinkov karbonat, kadar so izpostavljene ogljikovemu dioksidu. Na koncu se tanka, neprepustna, netopna plast cinkovega karbonata prilepi na cink, da zaščiti kovino.

Tanjša oblika, elektro galvanizacija, se običajno uporablja v avtomobilskih delih, ki zahtevajo zaščito pred rjo, tako da vroče namakanje zmanjša trdnost navadne kovine. Nerjavna jekla nastanejo, ko so nerjaveči deli pocinkani na ogljikovo jeklo.

•••Syed Hussain Ather

Medtem ko varjene jeklene cevi segajo do izuma škotskega inženirja Williama Murdocka sistema svetilk za premog, narejenega iz sodov mušket za prevoz premogovega plina leta 1815, brezšivne cevi so bile uvedene šele konec osemdesetih let za prevoz bencina in olje.

V 19. stoletju so inženirji ustvarili novosti v izdelavi cevi, vključno z inženirjem Jamesom Russellom metoda za uporabo kladiva za zlaganje in spajanje ploščatih železnih trakov, ki so bili ogrevani, dokler niso bili voljni 1824.

Že naslednje leto je inženir Comenius Whitehouse ustvaril boljši način čelnega varjenja, ki je vključeval ogrevanje tankih železnih plošč, ki so bile zvite v cev in na koncih varjene. Whitehouse je z odprtino v obliki stožca zavil robove v obliko cevi, preden jih je zavaril v cev.

Tehnologija bi se razširila v avtomobilski industriji in se nadalje uporabljala za transport nafte in plina preboji, kot so kolena za vročo oblikovanje cevi, za učinkovitejšo izdelavo upognjenih izdelkov iz cevi in ​​neprekinjeno oblikovanje cevi v konstanti tok.

Leta 1886 sta nemška inženirja Reinhard in Max Mannesmann patentirala prvi postopek valjanja za izdelavo brezšivnih cevi iz različnih kosov v očetovi tovarni datotek v Remscheidu. V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je dvojica izumila postopek valjanja z valji, metodo za zmanjšanje premera in debeline sten jeklenih cevi za povečana trpežnost, ki bi skupaj z drugimi tehnikami tvorila "Mannesmannov postopek", ki bi revolucioniral področje jeklenih cevi inženiring.

V šestdesetih letih prejšnjega stoletja tehnologija računalniškega numeričnega upravljanja (CNC) omogoča inženirjem uporabo visokofrekvenčnega indukcijskega popravljanja stroji za natančnejše rezultate z uporabo računalniško izdelanih zemljevidov za bolj zapletene zasnove, tesnejše ovinke in tanjše stene. Programska oprema za računalniško podprto načrtovanje bi še naprej natančno prevladovala na tem področju.

Jekleni cevovodi lahko na splošno trajajo več sto let z veliko odpornostjo na razpoke zemeljskega plina in onesnaževalcev ter na vplive z nizko prepustnostjo metana in vodika. Lahko jih izoliramo s poliuretansko peno (PU), da ohranimo toplotno energijo in hkrati ostanemo močni.

Strategije za nadzor kakovosti lahko uporabljajo metode, kot je uporaba rentgenskih žarkov za merjenje velikosti cevi in ​​ustrezno prilagajanje za vsako opaženo odstopanje ali razliko. To zagotavlja, da so cevovodi primerni za njihovo uporabo tudi v vročem ali mokrem okolju.