Виготовлені із сировини, включаючи залізо, алюміній, вуглець, марганець, титан, ванадій та цирконій, сталеві труби є центральними для виробництва труб для застосування, що охоплює опалювальні та сантехнічні системи, дорожнє машинобудування, виробництво автомобілів і навіть медицину (для хірургічних імплантатів та серця клапани).
З їх розвитком, що йде від інженерних проривів, починаючи з 1800-х років, їх методи побудови відповідають різним конструкціям для безлічі цілей.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Сталеві труби можуть бути сконструйовані за допомогою зварювання або безшовного процесу для різних цілей. Процес виготовлення труб, який практикувався протягом століть, передбачає використання матеріалу від алюмінію до цирконію через різні етапи від сировини до готового продукту, який мав застосування в історії від медицини до виробництво.
Зварені проти Безшовне виробництво в процесі виготовлення труб
Сталеві трубки, починаючи від виробництва автомобілів і закінчуючи газовими трубами, можуть бути зварені із сплавів - металів, виготовлених з різних хімічних елементів, - або безперервно виготовлені з плавильної печі.
Хоча зварені труби з’єднуються за допомогою таких методів, як нагрівання та охолодження, і використовуються для більш важких, жорстких застосувань, таких як водопровід та газ транспортування, безшовні трубки створюються шляхом розтягування та поглиблення для більш легких та тонких цілей, таких як велосипеди та рідина транспортування.
Метод виробництва багато в чому підходить для різних конструкцій сталевих труб. Зміна діаметра та товщини може призвести до різниці в міцності та гнучкості для масштабні проекти, такі як газопровідні трубопроводи та точні прилади, такі як підшкірні голки.
Закрита структура трубки, будь вона круглої, квадратної або будь-якої форми, може відповідати будь-якому застосуванню, яке потрібно: від потоку рідин до запобігання корозії.
Покроковий інженерний процес зварних та безшовних сталевих труб
Загальний процес виготовлення сталевих труб включає перетворення сирої сталі в злитки, квіти, плити та заготовки (усі які є зварювальними матеріалами), створюючи трубопровід на виробничій лінії та формуючи трубу в бажану продукту.
•••Саєд Хуссейн Атер
Створення злитків, цвітінь, плит та заготовок
Залізна руда і кокс, багата вуглецем речовина, що нагрівається вугіллям, плавляться в печі в рідку речовину, а потім обробляються киснем для утворення розплавленої сталі. Цей матеріал охолоджується у злитки, великі виливки зі сталі для зберігання та транспортування матеріалів, які формуються між роликами під великим тиском.
Деякі злитки пропускають через сталеві ролики, які розтягують їх на більш тонкі довгі шматки, щоб створити цвітіння, проміжні продукти між сталлю та залізом. Їх також розкочують у плити, шматки сталі з прямокутними перерізами, через укладені ролики, які ріжуть плити у форму.
Виготовлення цих матеріалів у трубах
Більше прокатних пристроїв вирівнюється - процес, відомий як карбування - зацвітає в заготовки. Це металеві шматки з круглими або квадратними перерізами, які ще довші та тонші. Літаючі ножиці ріжуть заготовки в точних положеннях, щоб заготовки можна було складати і складати в безшовні труби.
Плити нагріваються приблизно до 2200 градусів за Фаренгейтом (1204 градуса Цельсія), поки вони не стануть пластичними а потім розріджують у скельп, що являє собою вузькі смужки стрічки довжиною до 0,4 кілометра довго. Потім сталь очищається за допомогою резервуарів із сірчаною кислотою, а потім холодною та гарячою водою і транспортується на трубопровідні заводи.
Розробка зварних і безшовних труб
Для зварених труб розмотувальна машина розмотує скельп і пропускає його через ролики, щоб згорнути краї і створити фігури труб. Зварювальні електроди використовують електричний струм для ущільнення кінців, перш ніж ролик високого тиску затягне його. Процес може виробляти труби до 1100 футів (335,3 м) на хвилину.
Для безшовних труб процес нагрівання та прокатки квадратних заготовок під високим тиском змушує їх тягнутися з отвором у центрі. Прокатні стани проколюють трубу бажаної товщини та форми.
Подальша обробка та гальванізація
Подальша обробка може включати випрямлення, різьблення (врізання щільних канавок у торці труб) або покриття захисним маслом з цинку або цинкування для запобігання іржі (або будь-чого іншого, що необхідно для труб) призначення). Гальванізація, як правило, передбачає електрохімічні та електроосадження цинкових покриттів для захисту металу від агресивних речовин, таких як солона вода.
Процес діє для усунення шкідливих окислювачів у воді та повітрі. Цинк діє як анод для кисню, утворюючи оксид цинку, який реагує з водою, утворюючи гідроксид цинку. Ці молекули гідроксиду цинку утворюють карбонат цинку під впливом діоксиду вуглецю. Нарешті, тонкий, непроникний, нерозчинний шар карбонату цинку прилипає до цинку для захисту металу.
Більш тонка форма, електрогальванізація, зазвичай використовується в автомобільних деталях, для яких потрібна захисна від іржі фарба, така що гаряче занурення зменшує міцність основного металу. Нержавіючі сталі створюються, коли нержавіючі деталі оцинковані до вуглецевої сталі.
Історія виробництва труб
•••Саєд Хуссейн Атер
У той час як зварені сталеві труби датуються винаходом шотландського інженера Вільяма Мердока системи вугільних ламп, виготовленої з бочок з мушкетами для транспортування вугільного газу в 1815 році, безшовні труби не були введені до кінця 1880-х для транспортування бензину та олія.
Протягом 19 століття інженери створили інновації у виробництві труб, зокрема інженер Джеймс Рассел метод використання краплинного молотка для складання і з’єднання плоских залізних смуг, які нагрівались до їх податливості 1824.
Вже наступного року інженер Коменський Уайтхаус створив кращий метод стикового зварювання, який передбачав нагрівання тонких залізних листів, які згорталися в трубу і зварювали на кінцях. Уайтхаус використовував конусоподібний отвір для скручування країв у форму труби перед тим, як зварювати їх у трубу.
Технологія розповсюджуватиметься в автомобільній промисловості, а також надалі використовуватиметься для транспортування нафти та газу такі прориви, як коліна для гарячого формування труб, для більш ефективного отримання гнутих трубних виробів та безперервне формування труб у постійній потік.
У 1886 році німецькі інженери Рейнхард та Макс Маннесманни запатентували перший процес прокатки для створення безшовних трубок з різних деталей на фабриці їхніх батьківських файлів у Ремшайді. У 1890-х роках дует винайшов процес прокатки пілджера - метод зменшення діаметра та товщини стінок сталевих труб для підвищена міцність, що разом з іншими методами створить "процес Маннесмана", який зробить революцію в галузі сталевих труб машинобудування.
У 1960-х роках технологія комп’ютерно-цифрового управління (ЧПУ) дозволила інженерам застосовувати високочастотні індукційні виправлення машини для отримання більш точних результатів з використанням комп'ютерних карт для більш складних конструкцій, більш жорстких вигинів і тонших стіни. Програмне забезпечення для автоматизованого проектування продовжуватиме домінувати в галузі з ще більшою точністю.
Потужність сталевих труб
Як правило, сталеві трубопроводи можуть тривати сотні років з великою стійкістю до тріщин від природного газу та забруднень, а також до ударів з низьким проникненням метану та водню. Вони можуть бути утеплені пінополіуретаном (ПУ) для збереження теплової енергії, залишаючись міцними.
Стратегії контролю якості можуть використовувати такі методи, як використання рентгенівських променів для вимірювання розміру труб і відповідного коригування для будь-якої спостережуваної дисперсії або різниці. Це забезпечує придатність трубопроводів для їх застосування навіть у гарячому або вологому середовищі.