ท่อเหล็กทำอย่างไร?

ผลิตจากวัตถุดิบ ได้แก่ เหล็ก อลูมิเนียม คาร์บอน แมงกานีส ไททาเนียม วานาเดียม และเซอร์โคเนียม ท่อเหล็กเป็นศูนย์กลางในการผลิตท่อสำหรับ การใช้งานที่ครอบคลุมระบบทำความร้อนและระบบประปา วิศวกรรมทางหลวง การผลิตรถยนต์และแม้กระทั่งยารักษาโรค (สำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรมและหัวใจ วาล์ว).

ด้วยการพัฒนาที่ย้อนกลับไปสู่ความก้าวหน้าทางวิศวกรรมตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1800 วิธีการก่อสร้างของพวกเขาจึงเหมาะกับการออกแบบที่แตกต่างกันเพื่อวัตถุประสงค์มากมาย

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ท่อเหล็กสามารถสร้างขึ้นด้วยการเชื่อมหรือใช้กระบวนการที่ไร้รอยต่อเพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย กระบวนการผลิตท่อซึ่งได้รับการฝึกฝนมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ เกี่ยวข้องกับการใช้วัสดุตั้งแต่อะลูมิเนียมไปจนถึงเซอร์โคเนียม ผ่านขั้นตอนต่างๆ ตั้งแต่วัตถุดิบจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีการใช้งานในประวัติศาสตร์ตั้งแต่ยาจนถึง การผลิต

ท่อเหล็ก ตั้งแต่การผลิตรถยนต์ไปจนถึงท่อแก๊ส สามารถเชื่อมจากโลหะผสม - โลหะที่ทำจากองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน - หรือสร้างอย่างไร้รอยต่อจากเตาหลอม

ในขณะที่ท่อเชื่อมถูกบังคับเข้าด้วยกันด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การให้ความร้อนและความเย็น และใช้สำหรับการใช้งานที่หนักกว่าและเข้มงวดกว่า เช่น ประปาและแก๊ส การขนส่ง, ท่อไร้รอยต่อถูกสร้างขึ้นผ่านการยืดและกลวงเพื่อให้มีน้ำหนักเบาและบางกว่าเช่นจักรยานและของเหลว การขนส่ง

วิธีการผลิตให้ประโยชน์กับการออกแบบที่หลากหลายของท่อเหล็ก การเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาอาจนำไปสู่ความแตกต่างในด้านความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสำหรับ โครงการขนาดใหญ่ เช่น ท่อส่งก๊าซและเครื่องมือที่แม่นยำ เช่น ยาฉีดใต้ผิวหนัง เข็ม

โครงสร้างแบบปิดของท่อ ไม่ว่าจะเป็นทรงกลม สี่เหลี่ยมจัตุรัส หรือรูปทรงใดๆ ก็ตาม สามารถใช้ได้กับทุกความต้องการ ตั้งแต่การไหลของของเหลวไปจนถึงการป้องกันการกัดกร่อน

กระบวนการโดยรวมของการทำท่อเหล็กเกี่ยวข้องกับการแปลงเหล็กดิบเป็นแท่ง บุปผา แผ่นพื้น และบิลเล็ต (ทั้งหมด ซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถเชื่อมได้) การสร้างท่อบนสายการผลิตและขึ้นรูปท่อให้เป็นที่ต้องการ สินค้า.

•••Syed Hussain Ather A

แร่เหล็กและโค้ก ซึ่งเป็นสารที่อุดมด้วยคาร์บอนจากถ่านหินที่ให้ความร้อน จะถูกหลอมเป็นสารเหลวในเตาหลอม แล้วเป่าด้วยออกซิเจนเพื่อสร้างเหล็กหลอมเหลว วัสดุนี้ถูกทำให้เย็นลงเป็นแท่ง ซึ่งเป็นเหล็กหล่อขนาดใหญ่สำหรับจัดเก็บและขนส่งวัสดุ ซึ่งมีรูปร่างระหว่างลูกกลิ้งภายใต้แรงกดสูง

แท่งเหล็กบางแท่งจะถูกส่งผ่านลูกกลิ้งเหล็กที่ยืดให้เป็นชิ้นที่บางกว่าและยาวกว่าเพื่อสร้างดอก เป็นตัวกลางระหว่างเหล็กกับเหล็ก พวกเขายังรีดเป็นแผ่น ชิ้นส่วนของเหล็กที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ผ่านลูกกลิ้งเรียงซ้อนกันที่ตัดแผ่นเป็นรูปร่าง

อุปกรณ์รีดจำนวนมากขึ้น - กระบวนการที่เรียกว่าการสร้าง - บุปผาเป็นบิลเล็ต เหล่านี้เป็นชิ้นโลหะที่มีหน้าตัดกลมหรือสี่เหลี่ยมซึ่งยาวกว่าและบางกว่า กรรไกรบินตัดเหล็กแท่งในตำแหน่งที่แม่นยำเพื่อให้สามารถวางบิลเล็ตและขึ้นรูปเป็นท่อไร้ตะเข็บได้

แผ่นพื้นได้รับความร้อนประมาณ 2,200 องศาฟาเรนไฮต์ (1,204 องศาเซลเซียส) จนกว่าจะอ่อนตัวได้ แล้วผอมเป็นสเกลป์ ซึ่งเป็นแถบริบบิ้นแคบๆ ยาวถึง 0.4 กิโลเมตร ยาว. จากนั้นทำความสะอาดเหล็กโดยใช้ถังที่มีกรดซัลฟิวริก ตามด้วยน้ำเย็นและน้ำร้อน แล้วขนส่งไปยังโรงงานผลิตท่อ

สำหรับท่อเชื่อม เครื่องคลายเกลียวจะคลายสเกลแล้วส่งผ่านลูกกลิ้งเพื่อทำให้ขอบม้วนงอและสร้างรูปทรงท่อ อิเล็กโทรดสำหรับการเชื่อมใช้กระแสไฟฟ้าในการปิดผนึกปลายเข้าด้วยกันก่อนที่ลูกกลิ้งแรงดันสูงจะขันให้แน่น กระบวนการนี้สามารถผลิตท่อได้เร็วถึง 1,100 ฟุต (335.3 ม.) ต่อนาที

สำหรับท่อไร้ตะเข็บ กระบวนการให้ความร้อนและการรีดเหล็กแท่งทรงเหลี่ยมแรงดันสูงจะทำให้ท่อยืดออกโดยมีรูตรงกลาง โรงสีโรลลิ่งสเจาะท่อให้ได้ความหนาและรูปร่างตามต้องการ

การประมวลผลเพิ่มเติมอาจรวมถึงการยืด การร้อยเกลียว (การตัดร่องที่ปลายท่อให้แน่น) หรือ เคลือบด้วยน้ำมันสังกะสีหรือกัลวาไนซ์เพื่อป้องกันสนิม (หรือสิ่งที่จำเป็นสำหรับท่อ) วัตถุประสงค์). การชุบสังกะสีมักเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าและการวางตำแหน่งอิเล็กโทรดของการเคลือบสังกะสีเพื่อป้องกันโลหะจากวัสดุที่กัดกร่อน เช่น น้ำเกลือ

กระบวนการนี้ทำหน้าที่ยับยั้งสารออกซิไดซ์ที่เป็นอันตรายในน้ำและอากาศ สังกะสีทำหน้าที่เป็นแอโนดต่อออกซิเจนเพื่อสร้างซิงค์ออกไซด์ ซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างซิงค์ไฮดรอกไซด์ โมเลกุลของซิงค์ไฮดรอกไซด์เหล่านี้ก่อตัวเป็นซิงค์คาร์บอเนตเมื่อสัมผัสกับคาร์บอนไดออกไซด์ ในที่สุด ชั้นสังกะสีคาร์บอเนตที่บางและไม่ละลายน้ำจะเกาะติดกับสังกะสีเพื่อปกป้องโลหะ

โดยทั่วไปจะใช้รูปแบบทินเนอร์ที่เรียกว่าอิเล็กโตรกัลวาไนซ์ในชิ้นส่วนรถยนต์ที่ต้องการสีกันสนิม โดยจุ่มร้อนจะลดความแข็งแรงของโลหะพื้นฐาน เหล็กกล้าไร้สนิมถูกสร้างขึ้นเมื่อชิ้นส่วนสแตนเลสถูกสังกะสีเป็นเหล็กกล้าคาร์บอน

•••Syed Hussain Ather A

ในขณะที่ท่อเหล็กเชื่อมมีขึ้นตั้งแต่สมัยวิศวกรชาวสก็อต วิลเลียม เมอร์ด็อค ที่ประดิษฐ์ระบบโคมไฟที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ปืนคาบศิลาสำหรับขนส่งก๊าซถ่านหินในปี พ.ศ. 2358 ยังไม่มีการแนะนำท่อไร้ตะเข็บจนถึงปลายทศวรรษ 1880 สำหรับการขนส่งน้ำมันเบนซิน และน้ำมัน

ในช่วงศตวรรษที่ 19 วิศวกรได้สร้างนวัตกรรมในการทำท่อรวมทั้งวิศวกรของ James Russell's วิธีการใช้ค้อนทุบพับและเชื่อมแถบเหล็กแบนที่ได้รับความร้อนจนอ่อนตัวใน 1824.

วิศวกรปีหน้า Comenius Whitehouse ได้สร้างวิธีการเชื่อมแบบก้นที่ดีกว่าซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำความร้อนแผ่นเหล็กบาง ๆ ที่ม้วนงอเป็นท่อและเชื่อมที่ปลาย ทำเนียบขาวใช้ช่องเปิดรูปกรวยเพื่อม้วนขอบให้เป็นรูปท่อก่อนเชื่อมเป็นท่อ

เทคโนโลยีดังกล่าวจะแพร่กระจายไปในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์และนำไปใช้ในการขนส่งน้ำมันและก๊าซอีกด้วย ความก้าวหน้าเช่นข้อศอกท่อขึ้นรูปร้อนเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ท่องอได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและการขึ้นรูปท่ออย่างต่อเนื่องในค่าคงที่ กระแส.

ในปี 1886 วิศวกรชาวเยอรมัน Reinhard และ Max Mannesmann ได้จดสิทธิบัตรกระบวนการรีดครั้งแรกสำหรับการสร้างท่อไร้รอยต่อจากชิ้นส่วนต่างๆ ที่โรงงานผลิตแฟ้มของบิดาในเมือง Remscheid ในช่วงทศวรรษที่ 1890 ทั้งคู่ได้คิดค้นกระบวนการรีดขึ้นรูป ซึ่งเป็นวิธีการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของผนังของท่อเหล็กสำหรับ ความทนทานที่เพิ่มขึ้นซึ่งด้วยเทคนิคอื่น ๆ ของพวกเขาจะสร้าง "กระบวนการ Mannesmann" เพื่อปฏิวัติวงการท่อเหล็ก วิศวกรรม.

ในทศวรรษที่ 1960 เทคโนโลยี Computer Numerical Control (CNC) ช่วยให้วิศวกรใช้การแก้ไขด้วยการเหนี่ยวนำความถี่สูง เครื่องจักรเพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นโดยใช้แผนที่ที่ออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับการออกแบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น โค้งงอแคบลง และบางลง ผนัง ซอฟต์แวร์การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยจะยังคงครองสนามต่อไปด้วยความแม่นยำยิ่งขึ้น

โดยทั่วไป ท่อเหล็กสามารถอยู่ได้นานหลายร้อยปี โดยสามารถต้านทานการแตกร้าวจากก๊าซธรรมชาติและสิ่งปนเปื้อนได้ดีเยี่ยม เช่นเดียวกับผลกระทบจากการซึมผ่านของก๊าซมีเทนและไฮโดรเจนต่ำ พวกเขาสามารถหุ้มฉนวนด้วยโพลียูรีเทนโฟม (PU) เพื่อประหยัดพลังงานความร้อนในขณะที่ยังคงแข็งแรง

กลยุทธ์การควบคุมคุณภาพสามารถใช้วิธีการต่างๆ เช่น การใช้เอ็กซ์เรย์เพื่อวัดขนาดของท่อและปรับตามความแปรปรวนหรือความแตกต่างที่สังเกตได้ เพื่อให้แน่ใจว่าท่อส่งมีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานแม้ในสภาพแวดล้อมที่ร้อนหรือเปียก