Израђене од сировина, укључујући гвожђе, алуминијум, угљеник, манган, титан, ванадијум и цирконијум, челичне цеви су кључне за производњу цеви за примене у системима грејања и водовода, инжењерингу аутопутева, производњи аутомобила, па чак и медицини (за хируршке имплантате и срце вентили).
Са својим развојем који сеже до инжењерских открића из 1800-их, њихови методи конструкције одговарају различитим дизајном за безброј сврха.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Челичне цеви могу се конструисати заваривањем или применом бешавног поступка у разне сврхе. Процес израде цеви, који се практикује вековима, укључује употребу материјала од алуминијума до цирконијума кроз разне кораке од сировина до готовог производа који је у историји имао примену од медицине до производња.
Заварени вс. Неприметна производња у процесу израде цеви
Челичне цеви, од производње аутомобила до гасних цеви, могу бити заварене од легура - метала израђених од различитих хемијских елемената - или неприметно израђене од пећи за топљење.
Док се заварене цијеви међусобно присиљавају методама попут загријавања и хлађења и користе се за теже, крутије примјене као што су водовод и плин у транспорту, бешавне цеви настају истезањем и удубљењем за лакше и тање сврхе као што су бицикли и течност превоз.
Методом производње много се придају разним изведбама челичних цеви. Промена пречника и дебљине може довести до разлика у чврстоћи и флексибилности за велики пројекти попут гасовода за транспорт гаса и прецизни инструменти као што је хиподермијски игле.
Затворена структура цеви, било да је округла, квадратна или било ког облика, може одговарати било којој примени која је потребна, од протока течности до спречавања корозије.
Корак по корак инжењерски поступак за заварене и бешавне челичне цеви
Укупан процес израде челичних цеви укључује претварање сировог челика у инготе, бломове, плоче и гредице (све који су материјали који се могу заварити), стварајући цевовод на производној линији и формирајући цев у жељену производа.
•••Сиед Хуссаин Атхер
Стварање ингота, цвета, плоча и гредица
Руда гвожђа и кокс, супстанца богата угљеником из загрејаног угља, у пећи се топе у течну супстанцу, а затим минирају кисеоником да би се створио топљени челик. Овај материјал се хлади у инготе, велике одливе од челика за складиштење и транспорт материјала, који се обликују између ваљака под великим притиском.
Неки инготи се провлаче кроз челичне ваљке који их истежу у тање, дуже комаде како би створили цветање, међупродукте између челика и гвожђа. Такође се ваљају у плоче, комаде челика правоугаоних пресека, кроз наслагане ваљке који режу плоче у облик.
Израда ових материјала у цеви
Више ваљаних уређаја се изравнава - поступак познат као ковање - цвета у гредице. То су метални комади округлог или квадратног пресека, који су још дужи и тањи. Летеће маказе пресецају гредице на тачне положаје тако да се гредице могу слагати и формирати у бешавне цеви.
Плоче се загревају на око 2.200 степени Фахренхеита (1.204 степени Целзијуса) док не постану ковне а затим се разређују у скелп, који су уске траке врпце до 0,4 километара дуго. Затим се челик чисти резервоарима са сумпорном киселином, праћен хладном и топлом водом и транспортује у фабрике за производњу цеви.
Развој заварених и бешавних цеви
За заварене цеви, машина за одмотавање одмотава скелп и провлачи га кроз ваљке да би ивице изашле и створиле облике цеви. Електроде за заваривање користе електричну струју да заптивају крајеве заједно пре него што их ваљак под високим притиском затегне. Процес може произвести цијев од чак 335,3 м у минути у минути.
За бешавне цеви, процес загревања и ваљање квадратних гредица под високим притиском доводи до њиховог истезања са рупом у центру. Ваљаонице пробијају цев жељене дебљине и облика.
Даља обрада и галванизација
Даља обрада може укључивати исправљање, навоја (урезивање уских жлебова на крајевима цеви) или прекривање заштитним уљем од цинка или поцинковања како би се спречило рђање (или шта год је потребно за цеви сврха). Галванизација обично укључује електрохемијске и електродепозиционе поступке превлака цинка ради заштите метала од корозивних материјала као што је слана вода.
Поступак одвраћа штетне оксидирајуће агенсе у води и ваздуху. Цинк делује као анода кисеонику и ствара цинков оксид, који реагује са водом дајући цинков хидроксид. Ови молекули цинковог хидроксида формирају цинков карбонат када су изложени угљен-диоксиду. Коначно, танак, непробојан, нерастворљив слој цинковог карбоната лепи се за цинк да би заштитио метал.
Тањи облик, електро галванизација, обично се користи у аутомобилским деловима којима је потребна боја отпорна на рђу, тако да вруће потапање смањује чврстоћу основног метала. Нерђајући челици настају када су нерђајући делови поцинковани на угљенични челик.
Историја производње цеви
•••Сиед Хуссаин Атхер
Док заварене челичне цеви датирају још од проналаска шкотског инжењера Виллиама Мурдоцка система лампи за сагоревање угља направљеног од бурета мушкета за транспорт гаса од угља 1815. године, бешавне цеви су уведене тек крајем 1880-их за транспорт бензина и нафта.
Током 19. века инжењери су створили иновације у производњи цеви, укључујући инжењера Јамес Русселл-а метода да се помоћу чекића за савијање склопи и споји равне гвоздене траке које су загрејане док нису постале ковне 1824.
Већ следеће године инжењер Цомениус Вхитехоусе створио је бољу методу заваривања узастопно, која је подразумевала загревање танких гвоздених лимова који су се увили у цев и заварили на крајевима. Вхитехоусе је користио отвор у облику конуса да би увио ивице у облик цеви пре него што их је заварио у цев.
Технологија би се ширила у аутомобилској индустрији, а такође би се даље користила за транспорт нафте и гаса открића као што су лактови цеви за топло обликовање за ефикасније стварање савијених производа и континуирано обликовање цеви у константном облику поток.
1886. године немачки инжењери Реинхард и Мак Маннесманн патентирали су први поступак ваљања за стварање бешавних цеви од различитих комада у фабрици очевих датотека у Ремсцхеиду. 1890-их двојац је изумео поступак ваљања пилгерима, методу смањења пречника и дебљине зида челичних цеви за повећана издржљивост, која би, заједно са њиховим осталим техникама, формирала „Маннесманов процес“ који би револуционисао поље челичних цеви инжењеринг.
1960-их технологија рачунарског нумеричког управљања (ЦНЦ) омогућава инжењерима да користе високофреквентно индукционо поправљање машине за прецизније резултате помоћу компјутерски дизајнираних мапа за сложеније дизајне, чвршће завоје и тање зидови. Софтвер за рачунарски потпомогнути дизајн и даље ће доминирати на терену са још већом прецизношћу.
Снага челичних цеви
Челични цевоводи генерално могу трајати стотине година са великом отпорношћу на пукотине природног гаса и загађивача, као и на ударе са малом пропустљивошћу на метан и водоник. Могу се изоловати полиуретанском пеном (ПУ) како би се сачувала топлотна енергија, а да притом остану јаке.
Стратегије контроле квалитета могу да користе методе као што су коришћење рендгенских зрака за мерење величине цеви и прилагођавање у складу са било којом уоченом одступањем или разликом. То осигурава да су цевоводи погодни за њихову примену чак иу врућим или влажним срединама.